序列连续系统的容错控制

以两个子系统组成的序列连续系统为研究对象,提出了一种新的容错控制方法.如果两个子系统中的任何一个发生故障,用基于自适应观测器的方法诊断出发生的故障.另一个无故障的子系统利用故障诊断信息和其它测量信息进行控制器重组,实现了序列连续系统的容错控制.当发生故障的子系统不能自行修复故障,或修复故障需要很大的时间延迟时,传统的复杂系统容错控制方法将无能为力.本文所提出的方法拓展了复杂系统容错控制的适用范围.计算机仿真结果表明了本文所提出方法的有效性.     

复杂电子装备潜隐性故障诊断关键技术研究

讨论了开展复杂电子装备潜隐性故障诊断的重要意义,对复杂电子装备潜在故障诊断技术的发展趋势进行了分析,针对电子装备潜隐性故障特征信息少、诊断难的问题,提出了考虑电子装备多态可靠性分析进行潜隐性故障诊断的若干关键技术问题,并给出了相应的解决思路;首先通过开展电子装备多状态的关联性和继承性研究,实现装备潜在故障可靠性状态的科学评定;然后采取动态融合零失效检测数据和故障信息的方法获取潜隐性故障的小样本特征参量集,并将其嵌入潜在故障模式识别模型,从而识别具有明显非线性和不确定性特征的潜隐性故障,为实现复杂电子装备潜隐性故障的早期预测提供了新的技术途径,在装备的生产和使用中有着具有良好的工程应用前景。     

加权有向图社区发现的子系统划分

提出一种基于加权有向图的社区发现子系统划分方法, 并应用于分布式状态估计设计. 针对一类复杂非线 性系统, 构建考虑连接边强度的加权有向图, 引入社区发现算法将复杂非线性系统划分成多个子系统. 同时考虑子 系统之间连接边的数量和有向图顶点之间的连接强度, 使得划分得到的子系统内部关联较强, 而子系统之间的耦合 强度较弱. 针对划分得到的子系统, 设计基于信息交互的分布式滚动时域估计算法, 并与已有的子系统划分方法对 比, 在相同的状态估计设定下, 所提出的子系统划分方法能够有效提高状态估计的性能.     

基于SNMP的分布式系统的监管

针对分布式煤矿安全监管系统存在着故障管理的问题,提出了一种基于SNMP协议的分布式系统的故障监管子系统,介绍了故障监管子系统的主要功能和实现方法。该系统的应用提高了分布式煤矿安全监管系统的可靠性。     

基于无线传感器网络弹性路由的链路可靠性预测模型

提出了一种基于无线传感器网络弹性路由的链路可靠性预测模型。首先，在研究了链路可靠性预测问题基础上建立链路可靠性预测映射函数。其次，设计了一种有监督的深度学习模型进行链路可靠性预测，从而提高模型泛化能力。最后，提出了一种基于当前最短路径和链路可靠性度量的弹性路由模型来消除网络攻击的影响并尽可能恢复网络连接。在实验阶段，与CN、LBCN、SRW和WL等链路可靠性预测模型相比，所提SDLM链路预测模型综合性能最优，AUC指标为0.986 4,精度为0.878 5。与FRR和SQR进行对比，所提弹性路由模型在传输延迟、系统剩余能量、平均路由长度和节点故障数量等指标方面综合性能最优。     

一类互联非线性系统的分布式故障估计观测器设计

针对一类互联非线性系统,提出一种分布式故障估计观测器设计方法.首先,将状态向量和故障向量进行增广设计,得出等价的增广互联系统;其次,利用互联子系统之间的耦合信息,设计包含关联子系统估计信息的分布式故障估计观测器,用于在线实时估计子系统中出现的故障;再次,提出基于$H_\infty$性能和$L_2-L_\infty$性能的方法求解观测器增益矩阵;最后,通过一个仿真实验表明所提出方法的可行性和有效性.     

基于学习的线性多智能体系统弹性最优协同容错控制

针对一类线性多智能体系统,研究其在网络间歇性拒绝服务攻击下的最优同步控制问题.首先,在时变非对称通讯网络拓扑结构下,提出一种弹性最优协同容错控制策略,并优化多智能体的合作二次性能指标,然后证明全局跟踪误差在出现执行器故障和网络攻击时仍然渐进收敛.进一步,当考虑多智能体子系统模型参数未知,同时系统发生执行器故障的情况下,提出利用局部系统状态和输入信息的自学习迭代算法求解代数Riccati方程,计算子系统的反馈控制器增益,实现弹性协同容错控制目标.最后,通过Chua电路网络仿真算例验证所提出的控制方法的有效性.     

基于多学科协同的某锁机构系统故障仿真

为解决机电液耦合的复杂运动机构系统的故障仿真问题,提出一种基于多学科软件协同的故障仿真分析方法.通过软件接口建立机构系统基于多学科协同的仿真模型.将相关故障模式影响因素注入机构系统仿真模型,仿真分析其对系统参数的影响.某锁机构系统的上锁故障仿真分析表明,该方法对工程实际复杂运动机构系统有效可行.该故障仿真方法有助于提高机械产品可靠性,也可为复杂机械系统的故障机理分析、故障诊断和维修等提供数据支持。     

容错并行算法的性能分析

容错并行算法是一种应用级容错方法,它通过并行复算的方法实现快速的故障恢复.容错并行算法是在并行算法设计的基础上增加了容错设计部分,因此其性能评估必须考虑故障对程序性能的影响.研究了评估故障情况下容错并行算法性能的各种度量,建立了性能模型预测容错并行算法的期望执行时间,以此为基础评估了程序段的运行时间、数据保存开销、故障率以及并行复算加速比等系统参数对容错并行算法性能的影响.     

基于微分同胚变换的故障重构算法

针对一类含有未知输入扰动的不确定非线性系统提出一种鲁棒故障重构方案. 采用全局微分同胚变换, 将非线性系统变换为二个子系统, 使得其中一子系统不受故障影响, 状态部分可观, 另一子系统受故障影响但状态完全可观. 利用滑模变结构原理对两个子系统分别设计状态观测器消除扰动对系统的影响后, 再利用等值控制方法实现对故障的重构. 应用案例验证了所提方法的有效性.     

故障树方法在传感器子系统可靠性分析中的应用

飞行控制系统是飞机的重要组成部分,其先进程度已成为飞机性能和作战效能的关键因素,因此有必要对其可靠性进行深入研究。飞行控制系统的可靠性主要由感知对象状态的传感器子系统、实施数据处理和执行控制功能的飞控计算机子系统、操纵舵面运动的伺服作动子系统决定。文章针对飞控系统的传感器子系统的特点,引入了故障树分析方法,对传感器子系统建立了故障树模型,采用定性分析与定量计算得出该子系统的故障模式、可靠度、关键重要度,为可靠性设计和故障诊断提供了依据。结果表明,故障树分析法是对传感器子系统进行可靠性分析的一种有效方法。     

用关联补偿法设计分散控制系统

分散控制的大型复杂系统,在设计子系统的局部调节器时没有考虑子系统之间的关联。这种关联影响总系统的性能。本文提出一种补偿法,用附加的关联调节器来削弱子系统之间的关联,从而改善总系统的性能。通过一个例子来说明该方法的应用及其效果。     

联邦滤波信息分配方法研究

分析了在系统无故障和故障两种情况下,信息分配系数对各子滤波器的影响;研究了当前的几种典型动态信息分配方法在改变系统的全局融合估计和故障容错性能方面的局限性;基于提高无故障子系统的容错性考虑,提出了一种具有容错性的信息分配思想,可以改善重构后联邦滤波器的快速恢复能力.仿真结果证明了本文方法的有效性.     

伺服作动子系统的两种可靠性分析方法

飞行控制系统是飞机的重要组成部分,其先进程度已成为飞机性能和作战效能的关键因素,因此有必要对其可靠性进行深入研究。飞行控制系统的可靠性主要由感知对象状态的传感器子系统、实施数据处理和执行控制功能的飞控计算机子系统、操纵舵面运动的伺服作动子系统决定。文章针对飞控系统的伺服作动子系统的特点,引入了故障树分析和马尔可夫过程两种方法分别对传感器子系统建立了模型,通过定性分析与定量计算得出该子系统的故障模式、可靠度、关键重要度,为可靠性设计和故障诊断提供了依据。结果表明,这两种方法都是对伺服作动子系统进行可靠性分析的有效方法。     

面向复杂装备精密产品质量特性的Kriging-RBDO可靠性优化设计

不确定设计参数情形下的复杂装备柔顺机构精密产品质量特性波动与可靠性疲劳退化是精密微机电系统领域的基础性工程难题.针对这一基础性工程难题,提出一种面向复杂装备柔顺机构精密产品可靠性优化设计模型.利用拉丁超立方试验设计(Latin hypercube design,LHD)构建试验设计组合方案,通过有限元数值模拟获取各试验设计组合方案的质量特性值.据此,采用Kriging代理模型建立质量特性与不确定设计参数之间复杂非线性函数关系模型.在此基础上,引入基于可靠性优化设计(Reliability-based design optimization,RBDO)策略,构建面向复杂装备柔顺机构精密产品Kriging-RBDO可靠性优化设计模型.算例表明,所提出的方法在不确定设计参数情形下的复杂装备柔顺机构精密产品早期质量设计方面具有良好的抗疲劳退化特性.     

基于黎曼度量的一类反馈控制系统性能监测与诊断

针对复杂工业系统对性能衰退的容忍度低等问题,提出基于系统性能预测的一类反馈控制系统过程监测方法,通过黎曼度量对控制性能衰退程度进行预测与监测,并给出发生故障的类型,以提升过程监测系统的实时性与准确性.首先,利用系统的实时数据,计算系统性能衰退的预测指标;其次,利用黎曼度量对系统性能衰退程度进行预测与监测,并利用随机算法给出对应的阈值来诊断系统性能衰退;最后,通过计算各类引发系统性能衰退的故障的性能预测指标集合的中心和阈值,实现故障的实时定位.所提出的方法通过三容水箱仿真实验平台进行验证.     

基于链路故障的MANET本地修复技术

针对已有移动自组网本地修复技术的不足,以AODV路由协议的本地修复技术为基础,考虑网络节点状态的变化,提出一种基于链路故障的本地修复技术,对链路故障进行分类,对不同类型的故障采取不同的修复方法。仿真结果表明,改进的本地修复技术可以有效减少路由建立时间并控制分组开销,提高了网络性能。     

具有执行器故障的四旋翼无人机自适应预定性能控制

针对具有执行器故障的四旋翼无人机,提出一种自适应预定性能控制方案.首先,基于内环姿态控制及外环位置控制的双闭环控制策略,将无人机系统解耦为位置子系统和姿态子系统;其次,设计自适应控制方案,对存在的执行器故障参数进行自适应估计,有效地解决了执行器故障下无人机稳定控制问题;然后,提出一种预定性能控制策略,保证系统的暂稳态性能满足预先给定的性能指标;最后,通过仿真实例验证所提出方法的有效性.     

指控装备多Agent远程监测与诊断系统设计与实现

针对指挥控制系统日趋复杂,装备测试诊断任务压力骤增的现状和装备智能化保障需要,提出了一种基于多Agent分布式指控装备远程智能监测诊断系统,结合某型军用指控系统,将智能代理技术引人远程监测及诊断领域,建立多Agent系统(MAS)的远程监测模型,运用分布式人工智能理论设计组建各功能Agent子系统,并分析了其通信机制及协调一致性等关键技术,实现了对某型复杂指控装备的远程监控及故障诊断任务;通过实验仿真运行,验证了该系统能较好实现装备保障需求,具有良好的时效性与可靠性.     

微纳卫星姿态控制系统的精细抗干扰容错控制方法

本文针对一类微纳卫星姿态控制系统飞轮突变故障提出了一种具有干扰抑制和补偿能力的精细故障诊断及容错控制方法.针对反作用飞轮的突变故障,本文不仅考虑了星体转动惯量变化导致的系统参数不确定性,而且考虑了姿态控制系统中飞轮振动带来的干扰影响,设计基于干扰观测器和故障诊断观测器的复合抗干扰容错控制器,并基于线性矩阵不等式对控制器进行求解,使复合系统稳定并满足一定的鲁棒H∞性能.仿真结果表明,基于微纳卫星姿态控制系统的精细故障诊断方法在有效诊断系统时变故障的同时,可有效抵消与抑制干扰.