基于卡爾曼濾波器的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測(cè).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)正在取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)。通過網(wǎng)絡(luò)形成閉環(huán)的控制系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked ControlSystems，NCS)。NCS的主要優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)資源共享、安裝與維護(hù)簡(jiǎn)單及增加了系統(tǒng)的靈活性和可靠性。
　　 故障檢測(cè)日益成為一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域。在實(shí)際控制過程中，由于系統(tǒng)參數(shù)的變化、干擾和噪聲等因素會(huì)影響殘差信號(hào)，因此需要把這些因素當(dāng)作未知輸入并從殘差中解耦出

2、來，這就是故障檢測(cè)，它受到許多學(xué)者的關(guān)注。
　　 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)是一個(gè)新的研究課題?；谟^測(cè)器方法的思想是通過殘差信號(hào)來判斷故障的信息。殘差產(chǎn)生器的設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測(cè)的核心問題之一，即設(shè)計(jì)殘差產(chǎn)生器使所產(chǎn)生的殘差信號(hào)對(duì)參考輸入、擾動(dòng)信號(hào)和其它未知輸入具有較強(qiáng)的魯棒性，同時(shí)對(duì)發(fā)生的故障信號(hào)具有較高的靈敏度。
　　 本文充分考慮了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的延時(shí)特性，分析了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基本問題，詳細(xì)闡述了幾種常用的觀測(cè)器

3、，然后基于觀測(cè)器的方法從兩方面來分析了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的特性。一方面，故障檢測(cè)，只考慮從傳感器到控制器的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，構(gòu)造一個(gè)具有時(shí)延補(bǔ)償功能的最優(yōu)觀測(cè)器來估計(jì)系統(tǒng)的全部狀態(tài)，最后得出系統(tǒng)的殘差只跟故障和噪聲有關(guān)的結(jié)論。另一方面，容錯(cuò)控制，將未能成功傳輸數(shù)據(jù)的傳感器視為發(fā)生了“故障”，借助容錯(cuò)控制的方法進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)?？刂破魍ǔＳ蓛刹糠纸M成，一部分是狀態(tài)觀測(cè)器，它根據(jù)所測(cè)量到的輸出量重構(gòu)出全部狀態(tài)；另一部分是控制規(guī)律，它直接反饋重構(gòu)的全部狀態(tài)