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非线性系统的故障诊断与容错控制是工业自动化领域的关键技术。与线性系统不同,非线性系统由于参数时变、耦合性强等特点,其故障诊断面临更大挑战。典型的解决思路是通过状态观测器构建残差信号,当系统实际输出与观测器输出偏差超过阈值时触发故障报警。
在容错控制方面,常见方法包括被动容错和主动容错。前者通过鲁棒控制器设计预先容忍一定故障,后者则依赖实时故障诊断结果动态调整控制策略。文章采用的主动容错方案可能包含控制律重构或控制分配技术,例如通过权重调节将控制任务分配给健康执行机构。
仿真实例的验证至关重要,通常会选取典型非线性系统(如机器人臂、航天器姿态系统)模拟传感器失效、执行器卡死等故障场景。通过对比容错前后的系统响应曲线,能够直观展示方法在维持系统稳定性、跟踪精度等方面的有效性。这种方案不仅适用于学术研究,也可迁移至工业PLC或嵌入式控制器实现。