摘要：随着现代化生产的发展和科学技术的进步，设备的功能越来越完善，结构越来越复杂，自动化程度也越来越高。在新时期，建筑给排水设备作为国家建筑工程中必不可少的设备，必将直接关系着国家和人民的利益。一旦建筑给排水设备出现故障，必将会诱发一系列的不良的后果，因此建筑给排水系统的故障检测与诊断工作必须得到重视。现阶段，建筑给排水设备呈现的故障日益繁多、复杂、精细，传统的检测技术远达不到实际工程应用的要求。因此，本课题采用的基于状态观测器的故障检测与诊断技术可以保证建筑给排水系统安全稳定地运行。

本课题主要工作是对高层建筑给排水系统进行多故障的隔离分析，具体包括以下内容：分析高层建筑给排水系统中管道和水箱的运行机理并分别建立其数学模型；分别分析管道和水箱的泄露故障特性并建立其产生泄露故障的数学模型；设计状态观测器对泄露故障进行检测和诊断；设计多故障隔离算法；通过MATLAB/Simulink等仿真工具验证本次设计的正确性；设计监测界面系统进行远程监测。

关键词：高层建筑给排水系统，故障检测，状态观测器，监测系统 

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-1

1.2.1 建筑给排水国内外研究现状-1

1.2.2 故障诊断国内外研究现状-2

1.3 研究意义-4

1.4 研究内容及研究步骤-4

第二章  高层建筑给排水系统数学建模的建立-6

2.1供水管道的数学模型-6

2.2 供水管道的泄漏数学模型-10

2.3 水箱的数学模型-12

2.4 给排水系统参数的设置-13

2.4.1 供水管道的基本参数-13

2.4.2 水箱的基本参数-14

2.4.3 泄露的基本参数-14

2.5 系统模型的确立-14

2.6 高层建筑给排水系统仿真模型-15

第三章  高层建筑给排水系统的状态观测器设计-16

3.1 状态观测器的设计原理-16

3.2 给排水系统泄露故障的状态观测器设计-17

3.3 系统泄露故障的隔离与定位-17

3.4 状态观测器仿真模型-18

第四章 MATLAB仿真与监测系统设计-19

4.1 仿真参数求解-19

4.2 Simulink仿真-20

4.2.1 管道模型和管道泄漏模型仿真-20

4.2.2 水箱泄漏仿真-22

4.2.3 管道泄漏定位仿真-24

4.3 远程监测系统设计-24

第五章  总  结-27

5.1 课题设计的总结-27

5.2 方案的不足-27

5.3 方案的优化-27

参考文献-28

附  录A-30

致    谢-42