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第一部分 绪论、基本概念与预备知识1

第1章 绪论1

1.1 故障诊断技术的基本概念2

1.2 历史发展和一些相关问题6

1.3 小结和参考文献9

第2章 基于观测器FDI框架中的基本思想、主要论题及工具11

2.1 关于基于观测器的残差生成器框架11

2.2 未知输入解耦与故障隔离论题12

2.3 基于观测器FDI框架中的鲁棒性论题14

2.4 关于奇偶空间FDI框架15

2.5 残差评价与阈值计算16

2.6 FDI系统综合与设计17

2.7 小结和参考文献17

第3章 技术系统的建模19

3.1 标称系统的行为描述20

3.2 互质分解技术21

3.3 扰动系统的描述23

3.4 包含模型不确定性的系统模型描述24

3.5 故障建模25

3.6 闭环反馈控制系统中的故障建模28

3.7 基准示例30

3.8 小结和参考文献49

第4章 结构的故障可检测性、可隔离性和可辨识性51

4.1 结构的故障可检测性51

4.2 激励和充分激励系统57

4.3 结构的故障可隔离性58

4.4 结构的故障可辨识性66

4.5 小结和参考文献68

第二部分 残差生成70

第5章 基本的残差生成方法70

5.1 解析冗余71

5.2 残差与残差生成器的参数化74

5.3 残差生成器设计与运用的有关问题78

5.4 故障检测滤波器79

5.5 诊断观测器策略81

5.6 奇偶空间方法99

5.7 相互联系、比较和注释105

5.8 小结和参考文献117

第6章 完美未知输入解耦119

6.1 问题数学描述119

6.2 PUIDP的存在条件121

6.3 频域方法130

6.4 UIFDF设计133

6.5 UIDO设计146

6.6 未知输入奇偶空间方法160

6.7 替代策略——零矩阵方法160

6.8 最小阶残差生成器161

6.9 小结和参考文献167

第7章 对未知输入具有增强鲁棒性的残差生成169

7.1 数学和控制理论预备知识170

7.2 基于Kalman滤波器的残差生成184

7.3 UI——分布矩阵的逼近188

7.4 鲁棒性、故障灵敏性和性能指标194

7.5 奇偶矩阵与向量的最优选择197

7.6 H∞最优故障辨识策略213

7.7 残差生成器的H2/H2设计214

7.8 H2/H2设计与最优选择奇偶向量之间的关系218

7.9 LMI辅助设计FDF225

7.10 统一解248

7.11 一般形式的统一解254

7.12 小结和参考文献263

第8章 对模型不确定性具有增强鲁棒性的残差生成266

8.1 预备知识267

8.2 模型不确定性变换为未知输入269

8.3 参考模型策略271

8.4 凸多面体不确定性系统的残差生成279

8.5 随机不确定系统的残差生成286

8.6 小结和参考文献300

第三部分 残差评价和阈值计算302

第9章 基于范数的残差评价和阈值计算302

9.1 预备知识303

9.2 基本概念305

9.3 标准评价函数306

9.4 阈值设定的基本思想和问题构成309

9.5 Jth,RMS,2的计算313

9.6 Jth,peak,peak的计算320

9.7 Jth,peak,2的计算326

9.8 阈值生成器332

9.9 小结和参考文献335

第10章 基于统计法的残差评价和阈值设定336

10.1 引言336

10.2 统计方法的基本知识336

10.3 阈值计算的准则346

10.4 GLR检验法的应用350

10.5 小结和参考文献360

第11章 基于范数与统计法的综合362

11.1 具有确定性扰动随机系统中的残差评价362

11.2 随机不确定系统的残差评价策略371

11.3 概率鲁棒性技术辅助的阈值计算384

11.4 小结和参考文献393

第四部分 故障检测、隔离与识别策略395

第12章 故障检测系统的综合设计395

12.1 虚警率与故障检测率396

12.2 给定虚警率的故障可检测性最大化400

12.3 给定故障检测率的虚警数量最小化415

12.4 随机系统的应用427

12.5 小结和参考文献429

第13章 故障隔离方案431

13.1 基本知识432

13.2 频域方法439

13.3 故障隔离滤波器设计441

13.4 故障隔离的代数方法457

13.5 利用残差生成器组的故障隔离463

13.6 小结和参考文献471

第14章 故障识别473

14.1 故障识别滤波器与完美故障识别474

14.2 具有附加信息的FIF设计478

14.3 关于最优故障识别问题481

14.4 对加权矩阵作用的研究483

14.5 FIF设计方法489

14.6 小结和参考文献494

参考文献496