板带轧机主传动系统的鲁棒故障检测与重构

摘要：

考虑模型的非线性摩擦阻尼和主传动系统在轧制过程中受到外部干扰的情况,建立了板带轧机主传动系统的数学模型.针对该系统,设计了一种非线性未知输入观测器(unknown input observer,简称UIO)并用于轧机主传动系统的故障检测和故障重构.为了增强残差对故障信号的灵敏度,提高观测器故障检测精度,构建未知输入观测器,将外部干扰从残差中解耦.利用H∞性能指标提高观测器对故障重构的鲁棒性,采用Lyapunov稳定性理论进行误差动态系统的收敛性分析.为了改进观测器的设计过程,把增益矩阵求解问题转化为受线性矩阵不等式(linear matrix inequality,简称LMI)约束的优化问题.将产生的残差与设定的阈值进行对比,实现故障的检测并完成故障重构.通过对2030 mm冷连轧机F4号机架主传动系统的仿真研究,验证了该观测器可以准确地对系统状态进行跟踪,并能够检测和估计出主传动系统的故障.

关键词：故障诊断、轧机主传动、故障重构、未知输入观测器、H∞性能指标、线性矩阵不等式

所属期刊栏目：43

分类号：TH113.1;TP273;TP29

资助基金：河北省自然科学基金资助项目F2018209201

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：96-102