动态系统故障诊断的替代范式：基于正交投影的方法
系统与控制
2023-05-09 v2 系统与控制
摘要
本文提出了动态系统故障诊断的一种新范式，作为成熟的基于观测器框架的替代方案。这项工作的基本思想是：（i）将故障检测与隔离表述为测量信号在希尔伯特空间中（系统）子空间上的投影；（ii）以正交投影算子和间隙度量为主要工具，通过投影方法解决由此产生的问题。在新框架中，基于模型和数据驱动的故障诊断问题均得到统一处理。此外，从残差生成到阈值设定的基于投影的故障诊断系统的设计与实现可统一处理。得益于希尔伯特子空间中对投影定义良好的距离度量，基于投影的故障诊断系统提供了最优故障可检测性。特别地，提出了一种新型残差驱动阈值，显著提高了故障可检测性。在这项工作中，提出了多种设计方案，包括基本基于投影的故障检测方案、面向反馈控制系统的故障检测方案、故障分类以及两种改进的故障检测方案。作为研究的一部分，我们探讨了与现有基于观测器的故障检测系统的关系，结果表明在在线计算量相当的情况下，所提出的基于投影的检测方法具有更好的检测性能。
引用
@article{arxiv.2202.08108,
title = {An alternative paradigm of fault diagnosis in dynamic systems: orthogonal projection-based methods},
author = {Steven X. Ding and Linlin Li and Tianyu Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.08108},
year = {2023}
}