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控制系统的故障检测与诊断技术
周东华孙优贤
清华大学出版社
( 京) 新登字 158 号
内容提要
本书是控制系统的故障检测与诊断技术专著, 也是国内在此领域出版的第一本专著。本书
主要收录了作者近年来在非线性系统故障检测与诊断技术领域的研究成果, 同时也兼顾了线性
系统故障诊断技术的一些主要方法。本书可作为自动控制专业研究生的教学参考书, 同时对广
大的自动化研究、设计、开发人员也有一定的参考价值。
版权所有, 翻印必究。
本书封面贴有清华大学出版社激光防伪标志, 无标志者
不得销售。
图书在版编目( CIP) 数据
控制系统的故障检测与诊断技术/ 周东华, 孙优贤著—北京: 清华大学出版社,
1994
ISBN 7302015414
Ⅰ控⋯Ⅱ①周⋯②孙⋯Ⅲ自动控制控制系统故障检测故障诊断
ⅣT P 273
中国版本图书馆 CIP 数据核字( 94) 第 09943 号
出版者: 清华大学出版社( 北京清华大学校内, 邮编 100084)
印刷者: 国防工业出版社印刷厂
发行者: 新华书店总店北京科技发行所
开本: 787× 1092 1/ 16 印张: 18 字数: 423 千字
版次: 1994 年 9 月第 1 版 1994 年 9 月第 1 次印刷
书号: ISBN 7302015414/ TP · 632
印数: 0001—3000
定价: 22. 00 元
前言
随着现代自动化水平的日益提高, 系统的规模正在日益扩大, 系统的复杂性也已迅速
增加, 同时系统的投资也越来越大。因此人们迫切希望提高控制系统的可靠性和可维修
性。而故障检测与诊断技术则为提高系统的可靠性和可维修性开辟了一条新的途径。
二十多年来, 故障检测与诊断技术已得到了迅速发展。已在诸如航空、航天、核反应
堆、热电厂、输油管线、机器人以及众多的工业过程中得到了广泛应用, 并取得了巨大的经
济效益。
故障检测与诊断技术是一门应用型的边缘学科, 它的理论基础是现代控制理论、计算
机工程、数理统计、信号处理、模式识别、人工智能、以及相应的应用学科。故障检测与诊断
技术近年来已得到了国际自控界的高度重视, 现在每年都有近百篇的论文问世。
笔者近年来一直从事控制系统故障检测与诊断技术的理论和应用研究工作, 同时还
开始从事这方面的研究生教学工作, 感到现在非常有必要写出一本这方面的研究专著。我
们深信, 本书的出版必将对我国控制系统的故障检测与诊断技术的研究起到一定的推动
作用。
第一章介绍了可靠性工程的基本概念, 并综述了故障检测与诊断技术的发展状况, 给
出了故障检测与诊断技术所研究的主要问题。第二章探讨了基于模型的线性系统的故障
检测与诊断方法。第三章给出了基于模型的非线性系统的故障检测与诊断方法。第四章
介绍了故障诊断技术的一些专门问题。最后, 第五章给出了这门技术的一些著名的应用
成果。
本书作者之一周东华同志 1988 年从师上海交通大学教授张钟俊先生攻读博士学位,
为本书的写作打下了扎实的理论基础。在此期间, 周东华还在席裕庚教授指导下从事有关
研究工作, 受益匪浅。在本书正式出版之际, 谨向他们表示衷心的感谢。我们还要感谢完
成本书录入打印及部分作图工作的林庆同志和完成本书录入稿校核工作的朱晓东博士。
本书责任编辑等为提高本书质量也付出了辛勤劳动, 在此一并致谢。
由于我们理论水平有限, 以及所做研究工作的局限性, 书中难免有许多错误, 恳请广
大读者批评指正。
作者
1994 年 4 月于北京
· Ⅰ·
目录
前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(Ⅰ)
第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 1)
1. 1 可靠性工程的基本概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 1)
1. 1. 1 可靠性、有效性、可维修性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 1)
1. 1. 2 可靠度、失效率、MT T F、MT BF 、维修度、修复率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 1)
1. 1. 3 串联系统的可靠性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 3)
1. 1. 4 并联系统的可靠性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 4)
1. 1. 5 复杂系统的可靠性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 4)
1. 1. 6 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 4)
1. 2 提高控制系统可靠性的主要方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 4