本书共11章。第1、2章系统地分析和总结了故障检测这一前沿研究领域的发展现状及研究方法，给出与本书相关的一些预备知识。第3、4章分别研究线性系统没有不确定性、具有不确定性时的故障检测问题。通过同时满足H和H∞性能指标，故障敏感性和干扰的鲁棒性都得到了增强，引入新提出的广义KYP引理来描述这两个有限频性能指标，可以对有限频性能指标进行直接处理，避免了加权函数引入的保守性。第5、6章分别考虑具有多胞不确定性的线性系统、线性参数变化系统的同时故障检测与控制问题。第7章主要考虑的是对线性不确定系统的故障估计问题。第8章研究一类不确定状态反馈跟踪控制系统的执行器卡死故障检测问题。第9、10章分别研究综合故障检测与控制、同时滤波与故障检测问题。第11章研究带有时变有限频伺服信号的反馈控制系统故障检测问题。第8-11章的共同特点是可以检测任意小的执行器或传感器卡死型故障。

本书介绍了基于模型的线性控制系统故障检测方法，突出了基于稳态和依赖于伺服信号的检测技术，解决了小幅值卡死故障检测问题。此外，本书对线性不确定系统的同时故障检测与控制器设计问题作了详细阐述。利用有限频方法刻画故障和干扰的频域特征，结合广义KYP引理来设计各种故障检测系统，是本书的又一特点。

本书可供高等院校相关专业本科生、研究生以及对故障检测感兴趣的科研工作者、工程技术人员参考。

前言

第1章 绪论

 1.1 引言

 1.2 故障检测技术

1.2.1 故障检测技术分类

1.2.2 基于模型的故障检测方法

 1.3 本书的主要工作

第2章 预备知识

 2.1 一些引理

 2.2 本书使用的符号

第3章 基于有限频的故障检测方法

 3.1 有限频H_指标

3.1.1 有限频H_指标定义

3.1.2 由GKYP引理得出的H_指标

 3.2 故障检测观测器设计

3.2.1 故障灵敏性条件

3.2.2 干扰抑制条件

3.2.3 稳定性条件

3.2.4 故障检测观测器设计

 3.3 仿真算例

 3.4 结论

第4章 线性不确定系统的故障检测滤波器设计

 4.1 问题描述

4.1.1 系统模型

4.1.2 问题描述与预备知识

 4.2 故障检测滤波器设计：一个特殊情况

 4.3 故障检测滤波器设计：一般情况

4.3.1 干扰抑制条件

4.3.2 故障检测目标条件

4.3.3 故障检测滤波器设计方法

 4.4 仿真算例

 4.5 结论

第5章 线性不确定系统的同时故障检测与控制器设计

 5.1 问题描述

5.1.1 系统模型

5.1.2 问题描述与预备知识

 5.2 同时故障检测与控制

5.2.1 控制条件

5.2.2 故障检测条件

5.3 解决方案

5.3.1 第1步：状态反馈设计

5.3.2 第2步：输出反馈设计

5.3.3 阈值求解

 5.4 仿真算例

 5.5 结论

第6章 线性参数变化系统的同时故障检测与控制器设计

 6.1 问题描述与预备知识

6.1.1 问题描述

6.1.2 预备知识

 6.2 检测器／控制器设计条件

6.2.1 故障检测条件

6.2.2 控制性能条件

6.2.3 稳定性条件

 6.3 检测器／控制器设计的LMI条件

 6.4 阈值设计

 6.5 仿真算例

 6.6 结论

第7章 线性不确定系统的故障估计

 7.1 问题描述

 7.2 故障估计滤波器设计

7.2.1 系统无不确定性的情况

7.2.2 系统有不确定性的情况

7.2.3 稳定性条件

 7.3 阈值设计

 7.4 仿真算例

 7.5 结论

第8章 基于稳态的不确定状态反馈控制系统故障检测

 8.1 问题描述

8.1.1 故障模型

8.1.2 控制目标

8.1.3 故障检测方案

 8.2 卡死故障检测

8.2.1 确定加权函数V

8.2.2 算法

8.2.3 阈值设计

 8.3 仿真算例

 8.4 结论

第9章 基于稳态的动态输出反馈控制系统故障检测

 9.1 问题描述

9.1.1 系统模型

9.1.2 故障模型

9.1.3 综合设计

9.1.4 与已有技术比较

 9.2 综合故障检测与控制

9.2.1 有用的引理

9.2.2 控制目标的线性矩阵不等式条件

9.2.3 检测目标的不等式条件

9.2.4 控制器参数和加权矩阵V的解

9.2.5 阈值设计

 9.3 仿真算例

 9.4 结论

第10章 基于稳态的传感器故障检测

 10.1 问题描述

10.1.1 系统模型

10.1.2 故障模型

10.1.3 预备知识

10.1.4 同时滤波与故障检测方案

 10.2 同时滤波与故障检测

10.2.1 无故障时的不等式条件

10.2.2 有故障时的不等式条件

10.2.3 综合求解

 10.3 仿真算例

 10.4 结论

第11章 带有有限频伺服信号的反馈控制系统故障检测

 11.1 问题描述

11.1.1 系统模型

11.1.2 故障模型

11.1.3 预备知识

11.1.4 故障检测方案

 11.2 全阶故障检测滤波器设计条件

11.2.1 有故障时的不等式条件

11.2.2 无故障时的不等式条件

11.2.3 稳定性条件

11.2.4 综合求解

 11.3 降阶故障检测滤波器设计条件

 11.4 仿真算例

 11.5 结论

参考文献