随着科学技术的发展,自动控制系统的规模越来越大,复杂程度越来越高,组成系统的电子元器件也越来越多。然而控制系统可能因为元器件老化、外界灾害、人为损害或误操作等问题发生故障,导致整个系统的安全性和可靠性降低,甚至造成不可挽回的损失或灾难。为了提高系统的安全性和可靠性,本文以多变量系统为研究对象,设计了多模型自适应执行器故障诊断和调节策略,并将其应用于高速列车牵引电机故障诊断与调节中,使其在存在未知牵引电机故障的情况下仍能实现对给定速度曲线的渐近跟踪,保障了高速列车的安全可靠运行。具体工作内容包括以下两个方面:针对一般多变量系统,设计了基于多模型自适应方法的多变量系统执行器故障诊断与调节策略。首先,通过分析执行器常见故障,建立故障模式集,得到其在每种故障模式下的参数化模型;再基于每种故障模式下的参数化模型设计自适应估计器,并基于估计误差设计性能损失函数进行多变量系统执行器自适应故障诊断;最后根据诊断出的故障模式和大小等信息设计自适应故障调节控制器,保证系统稳定,实现对给定的预期输出渐近跟踪。仿真结果表明,本文设计的多变量系统故障自适应诊断与调节策略能有效地实现对未知执行器故障的诊断和补偿。以遭受未知牵引电机故障的高速列车为研究对象,研究其自适应故障诊断和调节策略。首先,建立考虑牵引电机特性的高速列车纵向动力学模型,再通过对牵引电机常见的故障进行分析,建立故障模式集,得到高速列车在每种牵引电机故障模式下的参数化模型。接着,针对每种参数化模型建立这种故障模式下的故障估计器,根据估计误差设计性能损失函数进行高速列车牵引电机自适应故障诊断。最后根据诊断出的故障模式和大小设计自适应故障调节控制器,保证高速列车系统稳定和对给定速度曲线的渐近跟踪。仿真结果表明,本文设计的自适应故障诊断与调节策略能有效地实现对高速列车未知牵引故障的诊断和补偿,保障高速列车的安全可靠运行。