控制系统的故障诊断与故障调节

本书面向故障诊断及容错控制，从理论及实际应用的角度，介绍了故障诊断及容错控制方面*的理论成果。全书分为6章，包括基本知识介绍的绪论、基于自适应技术的线性系统和非线性系统方法、基于解析分解的方法，以及网络控制系统、混合系统和飞行控制系统的故障诊断与容错控制方法。
本书选题为前沿课题，取材均为*的研究成果，反映了当前故障诊断与容错控制研究的核心内容，以故障估计及主动容错控制为讨论主题，并选取实际应用背景的系统分别进行方法介绍。所有内容均是作者们自己的研究成果，并得到专家、同行的认同和好评。本书主要供有关的科研人员参考使用。

第1章 绪论
1.1 引言
随着现代控制系统的越来越复杂，对其各部件的可靠性、准确性的要求也越来越高，这使得控制系统出现故障的可能性增大。1998年8月至1999年5月短短的10个月问，美国的3种运载火箭——“大力神”、“雅典娜”、“德尔他”共发生了5次发射失败，造成了30多亿美元的直接经济损失，迫使美国航天局于1999年5月下令停止了所有的商业发射计划，给美国的航天计划造成了严重的打击。因此，切实保障现代复杂系统的可靠性与安全性，具有十分重要的意义，得到了广泛的高度重视。故障检测是当控制系统发生故障时可以及时发现并报警。分离出发生故障的部位、判别故障的大小与时间、进行评价与决策是故障诊断的重要内容。基于解析冗余的故障诊断技术起源于1971年Beard发表的博士论文以及Mehra和Peschon发表在Automatica上的论文。
动态系统的容错控制(Fault Tolerant ControlFTC)是伴随着基于解析冗余的故障诊断技术的发展而发展起来的。如果在执行器、传感器或元部件发生故障时，闭环控制系统仍然是稳定的，并仍然具有较理想的特性，就称此闭环控制系统为容错控制系统。1991年，自动控制权威、瑞典的Astrom教授明确指出：容错控制具有使系统的反馈对故障不敏感的作用。容错控制方法一般可以分成两大类：被动容错控制(passive FTC)和主动容错控制(active fTC)。
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