基于不确定观测下离散事件系统可诊断性的研究

在实际应用系统中,由于传感器故障、传感器限制和网络中的数据包丢失等原因,事件的可观测值变得不确定,使得观测系统行为变得尤为复杂。针对离散事件系统中,同个事件串可能有多个观测值以及不同状态下同个事件观测值也可能不同的问题,提出一种不确定观测下故障诊断验证的方法。首先对不确定观测的离散事件系统的可诊断性进行形式化,然后构建出用于上述故障诊断验证的验证器;基于验证器提出了系统基于不确定观测下可诊断的充要条件及验证算法;最后,实例说明不确定观测下故障诊断验证算法的应用。与现有研究相比,提出的方法对故障事件的观测值没有约束,可以为0个或多个观测值,使此方法应用的场景更为广泛。     

不完备离散事件系统的可诊断性

在离散事件系统的建模过程中,由于系统行为的复杂,存在物理系统向逻辑系统映射的不完全性,因此产生了不完备模型的概念.提出在模型不完备的前提下,判断模型可诊断性的方法.提出可诊断性的在线判定方法,同时将不完备的行为加入模型,使模型完备.用经典的双树方法判断离线可诊断性,根据观测序列的时序及语言的前缀判断并处理不完备行为.提出判定不完备行为的方法,向模型中添加不完备行为,并根据不完备行为增量地在双树中判定在线可诊断性.通过在线的可诊断性判定,当前系统能够得到在有限观测内唯一判定故障发生与否的结论.该方法适用于具有离散性质的系统.     

离散事件系统部分可诊断性分析

针对离散事件系统部分可诊断性问题,提出一种量化评价与分析方法。该方法以树状结构的故障模型为基础,引入可诊断度与可诊断深度指标,能够从可诊断故障覆盖程度与精确程度两个方面对系统可诊断性进行评价,其优点是评价结果量化表示,能为部分可诊断系统的进一步评价、分析与对比提供参考。此外,还讨论了故障模型对系统可诊断度与可诊断深度两个评价指标的影响,并给出了故障模型构造的一般原则。实例分析与讨论结果表明,所提出的可诊断度与可诊断深度指标能够准确反映系统在特定故障模型下的部分可诊断状态。所提出的部分可诊断性评价方法能为基于离散事件模型的复杂系统设计与评价提供依据,并能够进一步为智能、自适应和自愈系统的设计提供参考。     

基于EFPN的模糊离散事件系统可诊断性分析

针对模糊有限自动机及模糊Petri网在模糊离散事件系统(Fuzzy Discrete Event System,FDES)行为建模中的不足,提出一种扩展模糊Petri网(Extended Fuzzy Petri Net,EFPN),并基于EFPN构造了FDES行为模型及系统故障诊断器。EFPN以一种新的事件模型为基础对FDES的系统行为进行建模,并根据事件触发矩阵计算下一系统状态中各分量的可能性分布。与模糊有限自动机及模糊Petri网的对比分析表明,在描述FDES模糊事件时,对于同步距离为0的一组事件所造成的影响,EFPN的表达能力强于经典模糊Petri网;在对含有多个状态分量的FDES建模时,EFPN模型的规模远小于模糊有限自动机。在基于EFPN构造的系统行为模型中,运用可达状态标识图分析系统状态集,可有效地构造FDES的故障诊断器,并可据此进行系统可诊断性分析。     

离散事件系统基于模型诊断的研究进展

近年来,针对离散事件系统的基于模型诊断方法在大型通讯网络、电网故障诊断等领域获得了成功应用,成为人工智能与控制工程领域的热门研究课题。介绍了针对离散事件系统的基于模型诊断的基本思想与建模方法,从不同的角度对使用自动机建模的各种主要诊断方法进行了评析与比较;讨论了系统可诊断性判定方法的研究进展。从系统建模、分布式在线诊断、不完备模型下的诊断以及系统实现等方面,展望了针对离散事件系统的基于模型诊断领域中有待解决的问题。     

离散事件动态系统的状态补偿观测控制

在离散事件控制系统中,系统的信息结构由系统事件和系统状态构成。本文研究了具有混合信息结构的离散事件控制系统的分析与综合等问题。     

基于动态观测的随机离散事件系统故障诊断

近年来,离散事件系统故障诊断研究引起国内外学者广泛关注.鉴于此,研究动态观测下随机离散事件系统的故障诊断.首先引入一种动态观测,使事件的可观测性随着系统的运行而动态变化;然后分别对基于动态观测的随机离散事件系统的单故障可诊断性和模式故障可诊断性进行形式化;最后通过构造相应的诊断器,分别得到关于单故障可诊断性和模式故障可...     

基于时序的离散事件系统的可诊断性

提出一种基于事件之间的时序关系判定可诊断性的方法。首先通过添加通讯事件把全局模型分解成几个局部模型来缩减模型的规模,删除局部模型中的无用路径以降低状态空间;其次利用通讯事件和可观测事件之间的时序关系,对受限局部模型的可诊断性进行判定,得出几个判定性质,然后把这些性质运用到局部模型的可诊断性判定中,以避免同步操作的高复杂性;最后通过实例对可诊断性判定的过程进行分析。     

惯性导航系统可观测性分析与可观测状态确定的图方法

本文研究平台式惯性导航系统在静基座与动基座下的可观测性与可观测状态确定问题.主要利用组合图论中的二分图与线性结构化系统中的动态图.这种基于图论的方法,不仅能够分析平台式惯性导航系统的可观测性,而且可以用来确定具体的可观测状态.针对静基座的情形,利用二分图的匹配理论来分析可观测状态,得到的可观测状态与已有的利用代数分析方法得到的相同.对于动基座的情形,通过建立分段定常系统分析方法与动态图的Menger-type linking分析方法之间的联系,从图论的角度得出系统在机动运动下仍是不可观测的.由于Mengertype linking分析可观测状态相对困难,进一步引入广义二分图来分析动基座时不同运动状态下系统的可观测状态.最后,分别针对静基座和动基座时的惯性导航系统给出其可观测性与可观测状态的分析结果,实例结果表明本文图论分析方法的简洁性和正确性.     

离散纯方位系统的可观测性判据

传统的纯方位测量系统可观测性判据复杂且依赖目标运动参数. 通过线性化测量方程, 推导了可观测性判据Gram矩阵行列式的解析表达式, 得到了纯方位测量系统可观测性的充分必要条件, 即存在4个方位测量使得由它们构成的可观测性判别式不等于0, 其特点为判据仅依赖方位测量, 无需进行求导运算以及求解微分方程．     

离散事件系统间歇性故障的安全诊断

离散事件系统的间歇性故障诊断能够将系统中发生的间歇性故障及时诊断出来,但在诊断期间的系统可能会执行不安全操作.针对间歇性故障在诊断期间的安全性问题,提出一种基于事件的安全诊断方法.首先对发生间歇性故障的离散事件系统进行建模,并给出系统间歇性故障的安全可诊断性的形式化定义.然后通过构造非法语言识别器对系统的非法操作进行识别,并在此基础上构建一个安全验证器,由此得到一个关于系统间歇性故障安全可诊断性的充分必要条件,实现离散事件系统对间歇性故障的安全诊断.这种安全诊断既保证了间歇性故障一旦发生即能被及时诊断出来,又确保了在故障诊断期间系统不会执行任何不安全操作.     

观测永久丢失下随机离散事件系统故障预测的验证算法

针对随机离散事件系统在故障预测时可能出现系统观测永久丢失,导致预测不准确的问题,提出一种观测永久丢失下故障预测验证的算法。首先对观测永久丢失的随机离散事件系统的U-可预测性进行了形式化。其次使用随机预测器构造了一个随机离散事件系统的U-预测器,实现了系统的故障预测。基于U-预测器,提出了随机离散事件系统U-可预测性的充分必要条件及验证算法,并且引入成对的方式,明显地改进了该验证算法的复杂度。仿真结果表明,该验证算法使得观测永久丢失下系统故障预测准确。最后,实例说明观测永久丢失下故障预测验证算法的应用。结果表明,该验证算法相比现有同类验证算法应用范围更广,验证结果更精确。     

控制系统可诊断性的内涵与研究综述

作为表征控制系统故障诊断能力的属性, 故障可诊断性揭示了故障诊断深层次的内涵.将可诊断性分析纳入控制系统与诊断方案的设计环节, 可以从根本上提高系统对故障的诊断能力, 为研究故障诊断提供新的思路.本文分别从可诊断性的内涵、研究现状以及潜在发展趋势三个角度系统地对可诊断性进行分析.首先, 从定义、影响因素、与已有概念的关系以及应用四个方面剖析了控制系统可诊断性的内涵和研究意义.其次, 分别从可诊断性评价与设计两个方面对可诊断性的研究现状进行分析.最后, 通过对可诊断性已有成果进行总结归纳, 探讨了可诊断性研究存在的不足以及未来发展的趋势.     

Supervisory Control of Distributed Systems: Conflict Resolution

In distributed synthesis and control, one well-known potential hazard is conflict between modular designs. In a modular approach to the supervisory control of discrete-event systems, modular supervisors that are individually nonblocking (with respect to the plant) may nevertheless conflict and thus produce blocking, or even deadlock, when operating concurrently. A scheme of resolving this potential conflict between the modular supervisors would be to accord priorities to the conflicting supervisors. When conflict arises, the modular supervisor that is assigned a higher priority will have sole control, or in other words the control action of the lower priority supervisor will be suspended. Thus by assigning priority appropriately, control actions of the modular supervisors will be suspended and reactivated in such a way that the potential conflict can be averted. In this article we formalize this scheme with reporter maps from a hierarchical approach to the supervisory control of discrete-event systems. These maps, each acting as an interface between a modular supervisor and the plant, mediate the flow of information and control, and thus in this way achieve suspension and reactivation of the modular supervisors. Sufficient conditions on these reporter maps for conflict resolution are obtained. Roughly speaking, the conditions are that (1) the reporter maps select suitable subsystems of the plant; (2) within these subsystems, conflicts are resolved; (3) the reporter maps are refined enough to lift these local conflict resolutions back to the original plant. With these conditions, a constructive solution is developed, which in essence suspends a supervisor just in time to prevent conflict and reactivates it when the plant and the other supervisor return to the state they were in when the suspension began. Examples inspired by the feature interaction problem in telecommunication systems are provided for illustration.     

一类分布式系统的模块化诊断方法

提出了一种针对一类大规模分布式系统的模块化诊断方法. 该方法基于离散事件动态系统的诊断理论, 其模块化特征不但使得诊断器的构造不用考虑整个系统的情况, 而且大大减少了系统构成的变化对已构建好的诊断器的影响.     

The relationship of controllability between classical and fuzzy discrete-event systems

We have known that the controllability of classical discrete-event systems has already been extended into fuzzy discrete-event systems. In this paper, firstly, we recall some related definitions and results of the controllability for classical and fuzzy discrete-event systems, respectively. Secondly, we are concerned with the relationship of the controllability between classical and fuzzy discrete-event systems. In particular, we show that there is an equivalence of the controllability between the two systems to some extent, some special proofs are also presented. Finally, we use this equivalence to extend some general controllability properties of classical discrete-event systems into fuzzy ones.