控制系统的故障诊断和容错控制

　　本书系统地介绍了控制系统的故障诊断和容错控制的理论及应用。全书共7章，主要内容包括控制系统故障的模型化、可检测性，故障的统计检测原理，基于数学模型和人工智能的故障诊断，系统重构，完整性控制器设计，基于自适应控制的容错控制器设计，基于人工智能的容错控制器设计和容错控制系统的性能评定与分析。此外，还给出了大量的应用实例，并将应用技巧融汇其中，所涉及的领域有航空、航天和工业生产过程等。全书各部分内容相互渗透，有机结合，有助于读者正确认识故障诊断和容错控制技术的本质。本书可供从事自动控制系统设计和研究的科技人员使用。也可供高等院校有关专业的师生参考。

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     目 录
   《电气自动化新技术丛书》序言
   前言
   第1章 绪论
    1.1控制系统故障诊断和容错控制的意义
    1.2控制系统故障诊断和容错控制的概念和任务
    1.2.1控制系统故障诊断的概念和任务
    1.2.2容错控制的概念和任务
    1.3控制系统故障诊断和容错控制的历史回顾
    1.3.1故障诊断技术的历史回顾
    1.3.2容错控制的发展情况
   第2章 控制系统故障的模型化
    2.1控制系统运行行为的描述
    2.2控制系统运行行为的统计特性
    2.3控制系统故障的数学表示
    2.3.1传感器故障模型
    2.3.2执行器故障模型
    2.3.3系统状态故障模型
    2.4系统故障模型的相互转化
    2.5故障的可检测性
    2.5.1状态突变的可检测性
    2.5.2输入突变的可检测性
    2.5.3输出突变的可检测性
   第3章 故障的统计检测原理
    3.1二元假设检验
    3.2多元假设检验
    3.3复合假设检验
    3.4数据窗检验
    3.5序贯概率比检验
   第4章 基于数学模型的控制系统故障诊断
    4.1基于数学模型的故障诊断原理
    4.1.1基本原理
    4.1.2检测滤波器的设计
    4.2残差产生的方法
    4.2.1冗余方程的建立及残差产生的简单方法
    4.2.2基于观测器和一致空间法的残差产生及等价性
    4.2.3基于观测器法和参数辨识法产生残差的关系
    4.3故障决策的阈值选取原则
    4.3.1根据元部件的允差选取阈值
    4.3.2利用统计原理选取阈值
    4.3.3代价函数法
    4.4基于初始状态估计的故障诊断
    4.4.1初始状态估计
    4.4.2系统的故障诊断
    4.5传感器失效的两级诊断法
    4.5.1问题的描述
    4.5.2故障检测
    4.5.3故障估计
    4.6具有参数不确定的系统的故障诊断
    4.6.1具有未知输入的卡尔曼滤波器
    4.6.2具有传感器故障和参数不确定性的模型表示
    4.6.3传感器故障检测
    4.7大系统的故障诊断
    4.7.1大系统的分解及故障模型描述
    4.7.2系统的故障检测与估计
    4.7.3离散系统故障的检测与诊断
    4.8带噪声大系统的故障诊断
    4.8.1系统的重叠分解
    4.8.2故障诊断
   第5章 基于人工智能的故障诊断方法
    5.1神经网络用于故障诊断的结构
    5.2基于神经网络的故障诊断
    5.2.1BP网用于故障诊断的方法
    5.2.2Hopfield网用于故障诊断的方法
    5.2.3自适应谐振理论（ART）用于故障诊断的方法
    5.2.4基于B样条网络的故障诊断方法
    5.3基于图论的控制系统诊断问题的建模
    5.3.1故障诊断的特点
    5.3.2故障诊断问题的图论模型
    5.3.3基于图论的知识表示方法
    5.3.4基于图论的故障诊断问题的知识获取
    5.4基于图论的控制系统诊断问题的求解
    5.5基于信息融合的控制系统故障诊断过程
    5.6基于M－ary分布的故障诊断策略
    5.6.1问题的描述
    5.6.2Mary的故障决策方法
    5.7基于故障树模型诊断的理论基础
    5.7.1基于故障树诊断的图论模型
    5.7.2电动机不转故障树的图论模型
    5.8基于故障树模型的诊断技术
    5.8.1基于故障树模型诊断的知识表示
    5.8.2基于故障树模型的推理
    5.9组合智能故障诊断方法
   第6章 容错控制
    6.1容错控制系统的构成
    6.2故障系统的状态估计
    6.2.1传感器故障时的状态估计
    6.2.2执行器故障时的状态估计
    6.3控制器重构设计
    6.3.1状态反馈控制器重构设计
    6.3.2动态补偿控制器重构设计
    6.4完整性控制器设计
    6.4.1基于线性状态反馈的完整性控制器设计
    6.4.2基于非线性状态反馈的完整性控制器设计
    6.4.3参数空间法的完整性控制器设计
    6.5基于自适应控制的容错控制器设计
    6.6基于人工智能的容错控制系统设计
    6.6.1递阶智能容错控制
    6.6.2基于神经元的容错控制系统设计
    6.7容错控制系统的性能评估与分析
    6.7.1简单系统的性能
    6.7.2容错控制系统的性能
   第7章 控制系统故障诊断和容错控制技术的应用
    7.1发动机传感器的故障检测
    7.1.1采用卡尔曼滤波器进行故障检测与分离的理论
    与方法
    7.1.2双轴涡轮喷气发动机传感器的故障检测
    7.2造纸过程的容错控制系统设计
    7.2.1未知输入观测器（UIO）及基于UIO的故障
    诊断
    7.2.2造纸过程定量环节的容错控制
    7.2.3仿真研究及实验分析
    7.2.4结论
    7.3飞机着陆系统的容错导航设计
    7.3.1运动方程的建立
    7.3.2状态估计和故障检测算法
    7.3.3仿真结果
    7.3.4结论
    7.4INS/GPS组合导航系统故障的检测与诊断
    7.4.1INS/GPS组合导航系统模型和测量模型
    7.4.2INS/GPS组合导航系统故障检测与卡尔曼滤波
    修正算法
    7.4.3应用实例
    7.5卫星姿态控制系统的故障诊断和校正
    7.5.1用于对地观测的多功能平台
    7.5.2故障检测和隔离方法
    7.5.3技术检验
    7.5.4功能检验
    7.6捷联惯性导航系统软故障的诊断
    7.6.1软故障对导航性能的影响
    7.6.2软故障的检测与修正
    7.6.3仿真与结论
   参考文献