智能建筑水箱自动给水系统的容错控制设计.doc

摘要：给水系统作为建筑的一部分，占据了极其重要的地位，特别是复杂系统中的给水系统发生故障时，往往会引起十分严重的后果。基于以上情况对于故障发生后如何保证系统的稳定性就显得极其重要，而容错控制理论就是针对这一问题而发展起来的。近年来，容错控制在各领域的研究成果颇多，但是对于新兴的智能建筑中给水系统的研究并不完善。因此将容错控制应用于智能建筑的给水系统中就具有十分重要的研究意义。

本文主要针对智能建筑给水系统提出了一种基于事件触发机制的主动容错控制方案。以四容水箱为目标系统，通过设计一个故障诊断观测器，并在传感器侧添加事件触发机制进行采样输出，用以观测当故障发生时估计故障大小，通过构建Lyapunov函数以保障系统稳定性及其性能指标。然后根据约束条件和获取的故障信息共同设计事件触发检测器和动态容错控制器，以保证在故障发生时能及时有效的进行容错控制，并满足系统的稳定性。由于设计中采用了事件触发机制，将有效的降低了信息资源的消耗，提高系统效率。最后通过MATLAB仿真验证了所提设计方案的可行性与优越性。

关键词：智能建筑；给水系统；事件触发；故障诊断；容错控制

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1 研究背景和意义-1

1.2 国内外研究现状及发展趋势-2

1.3 技术方案与路线-5

第二章 给水系统的数学模型-6

2.1 给水系统简述-6

2.2 构建数学模型-6

2.3 本章小结-8

第三章 故障诊断与容错控制-9

3.1 故障诊断-9

3.2 容错控制-9

3.3 系统描述-10

3.4 故障诊断观测器的设计-11

3.5 基于事件触发的动态容错控制器的设计-13

3.6 本章小结-15

第四章 仿真-17

4.1软件介绍-17

4.2 仿真结果-17

4.3 本章小结-20

第五章 总结与展望-21

5.1 论文总结-21

5.2 研究展望-21

参考文献-22

致  谢-24