存在多路数据丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计

李岳炀¹，钟麦英²

1. 山东大学控制科学与工程学院2. 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院

摘 要：本文研究一类存在多路测量数据丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计问题,系统的数据丢失现象由一族在给定区间范围内取值的相互无关的随机变量描述。采用基于观测器的鲁棒H∞故障检测滤波器作为残差产生器,通过引入新的随机变量,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类具有乘性噪声影响的随机时变系统有限时间域内的H∞滤波问题。运用Lyapunov函数法和伴随算子理论,基于Riccati方程推导并证明了使得滤波器增广系统满足均方指数稳定性和H∞性能的充分条件。将滤波器参数矩阵的求取转化为二次型优化问题,通过求解此Riccati方程,得到滤波器增益矩阵和后置滤波器矩阵的解析解。最后通过算例验证了所提算法的有效性。

关键词：故障检测滤波器;线性离散时变系统;多路数据丢失;Riccati方程;