基于异步动态系统的时延及丢包检测方法

研究短时延网络控制系统在具有数据包丢失情况下的故障检测问题。在丢包率一定的情况下,针对系统成功传输和丢包的情况分别设计故障观测器,将观测器误差方程建模为具有多个事件的异步动态系统,应用线性矩阵不等式方法推导出具有数据包丢失率约束的误差系统指数稳定的条件。仿真结果验证了该方法的有效性。     

具有随机丢包的非线性网络化控制系统鲁棒故障检测

针对具有随机丢包的Lipschitz非线性网络化控制系统,研究了系统存在外部干扰情况下的鲁棒故障检测问题。由于带宽有限,传感器-控制器和控制器-执行器的网络通道中存在随机数据包丢失,鉴于此,设计一种基于观测器的故障检测滤波器,给出存在故障检测滤波器的充分条件,使误差系统均方指数稳定并达到鲁棒H∞干扰抑制水平,同时给出基于观测残差均方值的故障检测策略。通过仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

具有长时延和丢包的网络控制系统的故障检测

针对同时具有网络诱导时延和数据包丢失的异步时钟网络控制系统,假设数据包丢失率一定,网络诱导时延大于一个采样周期,根据执行器接收数据包的情况,设计了系统的故障观测器,将其建模为具有事件率约束的异步动态系统,基于该模型进行了稳定性分析,当条件满足时,整个系统是指数稳定的。在此基础上研究了系统的故障检测,当系统发生故障时,观测器残差能够迅速发生跳变,从而检测出故障的发生。仿真示例验证了所提出方法的有效性。     

基于双观测器的网络控制系统稳定性分析

网络控制系统存在网络诱导时延和数据包丢失等问题,使网络控制系统控制性能下降甚至导致系统不稳定,同时在实际应用中存在双闭环的情况,并且一些系统的状态不可测量。针对上述问题,设计2个状态观测器,利用测量输出进行状态重构,并采用状态观测器对丢包进行补偿,应用指数稳定定理分析整个系统的闭环稳定性,给出状态控制率的求解方法。仿真结果证明,该方法能有效补偿网络控制系统的性能,保证在时延和有数据包丢失情况下的网络控制品质。     

基于异步动态系统的网络控制系统故障检测

研究一类具有时延和数据包丢失的网络控制系统故障检测问题.当数据包丢失率一定时,针对系统是否存在数据包丢失的两种情况,分别设计了状态观测器,并将整个观测器系统等效为具有两个事件的异步动态系统,给出了系统指数稳定的矩阵不等式条件和故障检测的判断规则.最后通过仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

具有长时延和丢包的网络控制系统的故障检测

研究了具有长时延和数据包丢失的网络控制系统,针对网络控制系统故障检测问题,假设数据包丢失率一定时,根据执行器接收数据包的情况,设计了系统的故障观测器,用建模为异步动态系统进行了稳定性分析,当条件满足时,整个系统是指数稳定的.通过建立的检测模型,研究了系统的故障检测,并进行仿真.当系统发生故障时,观测器残差能够迅速发生跳...     

有时延和丢包的网络控制系统的补偿策略

由于网络控制系统中网络诱导时延和数据包丢失等问题的存在,使得网络控制系统控制性能下降甚至导致系统地不稳定。同时在实际应用中,一些系统的状态是不可测量的。针对上述问题,设计了状态观测器,利用测量输出进行了状态重构,并利用状态观测器对丢包进行了补偿。最后应用指数稳定定理分析了整个系统的闭环稳定性,给出了状态控制率的求解方法,并对一直流电机进行了仿真,仿真实验结果表明,该方法能有效地补偿网络控制系统的性能,保证了在时延和有数据包丢失的情况下网络控制系统的稳定性。     

基于T-S 模糊模型的一类非线性网络控制系统故障检测

针对同时存在网络时延和数据包丢失的网络环境,研究了一类非线性网络控制系统的鲁棒故障检测问 题．基于不确定T-S 模糊模型描述的非线性网络控制系统模型,完成了网络环境下鲁棒故障检测观测器的设计,使 得残差信号对故障敏感而对外部扰动具有鲁棒性．构造Lyapunov-Krasovskii 函数,并引入一个积分不等式,给出了 使得观测器误差动态系统渐近稳定的充分条件．采用线性矩阵不等式技术将鲁棒故障检测问题转化为具有线性矩阵 不等式约束的凸优化问题求解．仿真算例验证了上述方法应用于此类系统的故障检测的有效性．     

非线性网络控制系统的故障检测

针对一类具有随机丢包的非线性网络控制系统,研究了系统的故障检测问题.基于T-S模糊模型将对象线性化,考虑了控制器和执行器之间、控制器和传感器之间的随机丢包现象,采用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述数据传输的随机丢包.同时利用模糊主导子系统规则,设计了模糊观测器,给出了基于观测器闭环系统渐近稳定的充分条件,并通过数值仿真实验验证了该方法的有效性.     

控制系统传感器增益故障的一种鲁棒诊断方法

本文基于状态观测器，提出了一种模型含有不确定性误差情况下，传感器增益漂移故障的诊断与分离方法。作者通过一个辅助系统产生故障特征信号，然后采用拟合的方法，从观测器残差中提取出故障信息，从而实现故障的诊断与分离。     

Residual generation and evaluation of networked control systems subject to random packet dropout

In this paper, we address fault detection for networked control systems subject to random packet dropout. The packet dropout is assumed to be existing in the sensor-to-controller link and the controller-to-actuator link. Both parity space and observer based residual generation and evaluation approaches are proposed. In parity space based fault detection scheme, a new optimization index is proposed to deal with stochastic system parameters caused by random packet dropout, while in observer based scheme, this is accomplished by introducing a reference model. In order to evaluate performance of the designated threshold, the corresponding false alarm rate is given. The two fault detection schemes can ensure both robustness to packet dropout as well as disturbance and sensitivity to fault. An experimental study is employed to verify that the proposed method performs better than the existing approaches.     

Fixed-Time Output Consensus Tracking for High-Order Multi-Agent Systems With Directed Network Topology and Packet Dropout

This paper studies the problem of fixed-time output consensus tracking for high-order multi-agent systems (MASs) with directed network topology with consideration of data packet dropout. First, a predictive compensation based distributed observer is presented to compensate for packet dropout and estimate the leader’s states. Next, stability analysis is conducted to prove fixed time convergence of the developed distributed observer. Then, adaptive fixed-time dynamic surface control is designed to counteract mismatched disturbances introduced by observation error, and stabilize the tracking error system within a fixed time, which overcomes explosion of complexity problem and singularity problem. Finally, simulation results are provided to verify the effectiveness and superiority of the consensus tracking strategy proposed. The contribution of this paper is to provide a fixed-time distributed observer design method for high-order MAS under directed graph subject to packet dropout, and a novel fixed-time control strategy which can handle mismatched disturbances and overcome explosion of complexity and singularity problem.      

数据包丢失的无线网络控制系统的故障检测

针对一类具有数据包丢失的无线网络控制系统,根据数据包丢失和未丢失的情况,同时结合无线网络控制系统数据传输过程中时延的特点,设计了具有时延补偿功能的鲁棒H∞观测器进行故障检测。当系统未发生故障且不存在未知扰动时,系统是稳定的,当存在未知扰动时,系统满足一定的H∞性能。为了及时检测系统的故障并减小系统故障的误报率,设计了残差评价信号,当系统发生故障,残差评价信号即刻超过指定值,系统检测出故障。所得结果通过仿真示例得到了验证。     

存在时延和数据包丢失的网络控制系统故障检测

考虑一类长时延网络控制系统,在假定其存在控制时延和数据包丢失的基础上对其进行故障检测．首先对系统进行建模,将故障观测器构建成随机时延切换系统模型;然后通过李雅普诺夫稳定性理论,将观测器系统的均方渐近稳定条件归结为一线性矩阵不等式,当系统正常时,若给定的矩阵不等式成立,则该观测器是渐近稳定的,当系统发生故障时,观测器残差...     

具有不确定丢包率和时变采样周期的Delta算子系统故障检测

研究一类由Delta算子描述具有不确定丢包率的时变采样网络控制系统故障检测问题.数据包丢失发生在传感器至控制器、控制器到执行器的数据传输过程中,丢包模型采用两个相互独立的伯努利随机变量表示,假设传感器至控制器通道中的丢包率是不确定的,其均值由常数和不确定值两部分组成.时变采样周期利用有限长切换序列表示可降低保守性.采用Delta域的Lyapunov函数方法,提出所考虑的增广系统渐近稳定且具有${\textstyle H_{\infty