網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷.pdf

1、本文研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷，主要內(nèi)容如下： (1) 討論了控制系統(tǒng)中故障的定義和分類(lèi)問(wèn)題。分別基于故障的發(fā)生部位、性質(zhì)和作用類(lèi)型，對(duì)常見(jiàn)故障進(jìn)行了分類(lèi)?；诠收系陌l(fā)生部位和故障的性質(zhì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建立了故障的數(shù)學(xué)模型，并得出了發(fā)生執(zhí)行器和傳感器故障的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型。 (2) 研究了具有短時(shí)延和數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)問(wèn)題。針對(duì)傳感器、控制器節(jié)點(diǎn)為時(shí)間驅(qū)動(dòng)，執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)為事件驅(qū)動(dòng)的短時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，

2、建立了具有參數(shù)不確定性的離散時(shí)間系統(tǒng)模型。當(dāng)不存在數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象時(shí)，設(shè)計(jì)了故障觀測(cè)器，利用Lyapunov 穩(wěn)定性定理，得出了觀測(cè)器系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件。當(dāng)存在數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象時(shí)，在一定的丟包率情況下，將誤差方程建模為異步動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)行了故障檢測(cè)的研究，并給出了系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定性的條件。 (3) 研究了具有長(zhǎng)時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的魯棒故障檢測(cè)與診斷問(wèn)題。假定系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)均為時(shí)間驅(qū)動(dòng)方式，在離散動(dòng)態(tài)模型的基礎(chǔ)上，分別按照系統(tǒng)具有輸出時(shí)延、

3、控制時(shí)延以及同時(shí)具有輸出時(shí)延和控制時(shí)延來(lái)進(jìn)行討論。當(dāng)系統(tǒng)具有輸出時(shí)延時(shí)，建立了具有時(shí)延補(bǔ)償功能的觀測(cè)器，并將觀測(cè)器誤差方程建模為切換系統(tǒng)，得出了誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件。當(dāng)系統(tǒng)具有控制時(shí)延時(shí)，考慮了傳感器和執(zhí)行器的采樣時(shí)鐘分別為同步和異步兩種情況下的故障檢測(cè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了故障觀測(cè)器，并證明了誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)系統(tǒng)同時(shí)存在輸出時(shí)延和控制時(shí)延，且具有外加干擾輸入時(shí)，研究了系統(tǒng)的魯棒H<,∞>故障檢測(cè)問(wèn)題，并對(duì)魯棒性和靈敏度進(jìn)行了綜合分析。在故障

4、檢測(cè)的基礎(chǔ)上，采用方向性殘差的方法，對(duì)故障進(jìn)行了分離，實(shí)現(xiàn)了故障診斷。 (4) 研究了非線性網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷問(wèn)題。針對(duì)被控對(duì)象為仿射非線性且具有輸出時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，利用模糊主導(dǎo)子系統(tǒng)的思想，設(shè)計(jì)了基于局部T-S 模糊模型的時(shí)延補(bǔ)償觀測(cè)器，并給出了全局漸近穩(wěn)定的充分條件。針對(duì)被控對(duì)象為一般非線性動(dòng)態(tài)方程且具有干擾的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，對(duì)其建立了一組局部模糊模型?？紤]系統(tǒng)同時(shí)具有控制時(shí)延和輸出時(shí)延的情況，利用模糊奇偶方程

5、，構(gòu)造了殘差產(chǎn)生器，討論了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測(cè)和診斷的方法，并給出了奇偶向量的全解耦條件和求取方法。 (5) 研究了時(shí)延多包網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的魯棒故障檢測(cè)問(wèn)題。當(dāng)控制量采用多包傳輸時(shí)，對(duì)時(shí)延可以忽略以及存在控制時(shí)延或輸出時(shí)延的情況分別進(jìn)行了分析。當(dāng)檢測(cè)量采用多包傳輸時(shí)，分析了控制時(shí)延和輸出時(shí)延同時(shí)存在的情況。對(duì)系統(tǒng)建立了基于增廣模型的故障觀測(cè)器，得出了具有統(tǒng)一形式的誤差方程，并考慮數(shù)據(jù)包的不同傳輸方式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了故障檢測(cè)的研究。當(dāng)