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| 內容簡介： |
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第一部分重点介绍了故障诊断与辨识（FDI）技术的基本概念和发展历程中的相关问题；构建基于观测器FDI框架的基本思路、主要问题与解决方法；技术系统建模；（系统动力学）结构故障检测、分离与辨识性质。第二部分分别阐述了基本的残差产生方法；理想的未知输入解耦；对未知输入具有鲁棒性的残差产生；对模型不确定性具有鲁棒性的残差产生。第三部分论述了基于范数残差评价与阈值计算；基于统计方法残差评价与阈值计算；基于范数和统计方法的综合。第四部分专题讨论了故障检测系统的综合设计、故障分离方案和故障辨识。
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| 關於作者： |
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郁军，海军工程大学管理工程系副教授，曾于潜艇部队担任部门长，后一直从事教学与科研工作，著有多部作品。 Steven X. Ding教授于1992年从德国杜伊斯堡大学获得电气工程博士学位，1992年至1994在德国莱茵金属有限公司担任研发工程师，1995年至2001年在德国森夫滕贝格的劳西茨应用科技大学担任控制工程教授，并于1998年至2000年担任该校副校长。自2001年以来，Steven X. Ding教授在杜伊斯堡-埃森大学担任控制工程教授和自动控制及复杂系统研究所所长，他的研究兴趣是基于模型和数据驱动的故障诊断、容错控制以及在工业过程中比如汽车系统、化学过程和可再生能源系统的应用。
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| 目錄：
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第一篇 绪论、基本概念与预备知识
第 1 章 绪论 ............................................................................................... 1
1.1 故障诊断技术的基本概念 ........................................................... 2
1.2 历史发展和一些相关问题 ........................................................... 6
1.3 小结和参考文献 ........................................................................... 9
第 2 章 基于观测器 FDI 框架中的基本思想、主要论题及工具 .......... 11
2.1 关于基于观测器的残差生成器框架 ........................................... 11
2.2 未知输入解耦与故障隔离论题 ................................................. 12
2.3 基于观测器 FDI 框架中的鲁棒性论题 ..................................... 14
2.4 关于奇偶空间 FDI 框架 ............................................................. 15
2.5 残差评价与阈值计算 ................................................................. 16
2.6 FDI 系统综合与设计 .................................................................. 17
2.7 小结和参考文献 ......................................................................... 17
第 3 章 技术系统的建模 ......................................................................... 19
3.1 标称系统的行为描述 ................................................................. 20
3.2 互质分解技术 ............................................................................. 21
3.3 扰动系统的描述 ......................................................................... 23
3.4 包含模型不确定性的系统模型描述 .......................................... 24
3.5 故障建模 ..................................................................................... 25
3.6 闭环反馈控制系统中的故障建模 .............................................. 28
3.7 基准示例 ..................................................................................... 30
3.8 小结和参考文献 ......................................................................... 49
第 4 章 结构的故障可检测性、可隔离性和可辨识性 ........................... 51
4.1 结构的故障可检测性 ................................................................. 51
4.2 激励和充分激励系统 ................................................................. 57
4.3 结构的故障可隔离性 ................................................................. 58
4.4 结构的故障可辨识性 ................................................................. 66
4.5 小结和参考文献 ......................................................................... 68
第二篇 残差生成
第 5 章 基本的残差生成方法 .................................................................. 70
5.1 解析冗余 ..................................................................................... 71
5.2 残差与残差生成器的参数化 ..................................................... 74
5.3 残差生成器设计与运用的有关问题 .......................................... 78
5.4 故障检测滤波器 ......................................................................... 79
5.5 诊断观测器策略 ......................................................................... 81
5.6 奇偶空间方法 ............................................................................. 99
5.7 相互联系、比较和注释 ........................................................... 105
5.8 小结和参考文献 ....................................................................... 117
第 6 章 完美未知输入解耦 .................................................................... 119
6.1 问题数学描述 ........................................................................... 119
6.2 PUIDP 的存在条件 ................................................................... 121
6.3 频域方法 ................................................................................... 130
6.4 UIFDF 设计 .............................................................................. 133
6.5 UIDO 设计 ................................................................................ 146
6.6 未知输入奇偶空间方法 ........................................................... 160
6.7 替代策略 零矩阵方法 ........................................................ 160
6.8 最小阶残差生成器 ................................................................... 161
6.9 小结和参考文献 ....................................................................... 167
第 7 章 对未知输入具有增强鲁棒性的残差生成 ................................ 169
7.1 数学和控制理论预备知识 ....................................................... 170
7.2 基于 Kalman 滤波器的残差生成 ............................................. 184
7.3 UI分布矩阵的逼近 ........................................................... 188
7.4 鲁棒性、故障灵敏性和性能指标 ............................................ 194
7.5 奇偶矩阵与向量的最优选择 ................................................... 197
7.6 H 最优故障辨识策略 ............................................................. 213
7.7 残差生成器的H2 H2设计 ....................................................... 214
7.8 H2 H2设计与最优选择奇偶向量之间的关系 ....................... 218
7.9 LMI 辅助设计 FDF .................................................................. 225
7.10 统一解 ..................................................................................... 248
7.11 一般形式的统一解 ................................................................. 254
7.12 小结和参考文献 ..................................................................... 263
第 8 章 对模型不确定性具有增强鲁棒性的残差生成 ......................... 266
8.1 预备知识 ................................................................................... 267
8.2 模型不确定性变换为未知输入 ............................................... 269
8.3 参考模型策略 ........................................................................... 271
8.4 凸多面体不确定性系统的残差生成 ........................................ 279
8.5 随机不确定系统的残差生成 ................................................... 286
8.6 小结和参考文献 ....................................................................... 300
第三篇 残差评价和阈值计算
第 9 章 基于范数的残差评价和阈值计算 ............................................ 302
9.1 预备知识 ................................................................................... 303
9.2 基本概念 ................................................................................... 305
9.3 标准评价函数 ........................................................................... 306
9.4 阈值设定的基本思想和问题构成 ............................................ 309
9.5 J th, RMS ,2 的计算 ........................................................................... 313
9.6 J th, peak,peak的计算 ........................................................................ 320
9.7 J th, RMS ,2的计算 ........................................................................... 326
9.8 阈值生成器 ............................................................................... 332
9.9 小结和参考文献 ....................................................................... 335
第 10 章 基于统计法的残差评价和阈值设定 ...................................... 336
10.1 引言 ......................................................................................... 336
10.2 统计方法的基本知识 ............................................................. 336
10.3 阈值计算的准则 ..................................................................... 346
10.4 GLR 检验法的应用 ................................................................ 350
10.5 小结和参考文献 ..................................................................... 360
第 11 章 基于范数与统计法的综合 ...................................................... 362
11.1 具有确定性扰动随机系统中的残差评价 .
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| 內容試閱：
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《海军新军事变革丛书》第二批总序
当今世界，国际战略格局正在发生深刻变化。传统安全和非传统安全威胁因素相互交织，霸权主义、强权政治有新的表现，恐怖主义、极端主义、民族分裂主义此起彼伏，和平与发展的车轮在坎坷的道路上艰难前行。
发端于20 世纪 70 年代的世界新军事变革，从酝酿、产生到发展，经历了近四十年由量变到质变的过程。海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争及伊拉克战争这几场高技术条件下局部战争确定了世界新军事变革的发展轨迹和基本走向，展现了未来信息化战争的主体框架。这场新军事变革就是一场由信息技术推动，以创新发展信息化的武器装备体系、军队编制体制和军事理论为主要内容的世界性军事变革。
世界军事变革大势促使军队改革步伐加快。世界范围的军事变革正在加速推进，这是人类军事史上具有划时代意义的深刻变革。美国凭借其超强的经济和科技实力，加快部队结构重组和理论创新，大力研发信息化武器装备，积极构建数字化战场与数字化部队。目前正大力深化军事转型建设，通过发展航空航天作战力量等 40 多项措施，进一步提高军队信息化程度和一体化联合作战能力。俄军也以压缩规模、优化结构、组建航天军、争夺制天权等为重点，全面推行军事改革，着力恢复其强国强军地位。英、法、德等欧洲国家和日、印等亚洲大国，则分别推出军队现代化纲领，努力发展最先进的军事科技，谋求建立独立自主的信息化防务力量。
世界新军事变革的发展趋势是：在人才素质方面，加速由简单操作型向复合知识型转化；在军事技术方面，加速由军事工程革命向军事信息革命转化；在武器装备方面，加速由机械化装备向信息化装备过渡；在战争形态方面，加速由机械化战争向信息化战争转变；在作战理论方面，正在酝酿着全方位突破；在军事组织体制方面，正朝着小型化、一体化、多能化的方向发展。此外诸如战争本质、军事文化、军事法规等方面都在悄然发生变化。
胡锦涛同志指出：我们要加强对世界新军事变革的研究，把握趋势、揭示规律，采取措施、积极应对，不断加强国防和军队现代化建设，为全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化提供可靠的安全保障。今天的人民海军正承担着完成机械化和信息化建设的双重历史任务，时不我待，形势逼人，必须顺应潮流，乘势而上，积极推进中国特色军事变革，努力实现国防和军队现代化建设跨越式发展。
信息时代的人民海军，责无旁贷地肩负着国家利益拓展、保卫领土完整的历史重任，我们只有以大胆创新和求真务实的精神全面推进军事技术、武器装备、作战理论、体制编制、人才培养等方面的变革，才能赶上时代的步伐，逐步缩小与西方强国之间的差距，最终完成信息化军队建设的重大任务，打赢未来的信息化战争。
根据海军现代化建设的实际需求，二○○四年九月以来，海军装备部与海军工程大学以高度的政治责任感和思想敏锐性，组织部分学术造诣深、研究水平高的专家学者，翻译出版了《海军新军事变革丛书》。丛书着重介绍和阐释世界新军事变革的新和变。力求讲清世界新军事变革进入质变阶段后的新变化、新情况，讲清信息化战争与机械化战争、信息化军队建设与机械化军队建设在各个领域的区别和发展。其中，二○○四年至今陆续出版的第一批丛书，集中介绍了信息技术及其应用，出版以来深受读者好评。为更好地满足读者的需求，丛书编委会编著出版了第二批系列丛书。与第一批丛书相比，更加关注武器装备、军事思想、战争形态、军队建设编制等全局性问题，更加关注大型水面舰艇、新型潜艇、作战飞机、远射程导弹等新一代武器装备，是第一批系列丛书的发展深化。
丛书编委会和参加编写的同志投入了很大精力，付出了辛勤劳动，取得了很好的成果。相信第二批丛书为深入学习领会军委国防和军队建设思想、了解和研究世界新军事变革提供有益的辅助材料和参考读物，在加速推进中国特色军事变革的伟大实践中发挥应有的作用。
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