事件触发机制下分布时滞网络化控制系统H∞故障检测

研究事件触发机制下具有不可靠通信的离散网络化控制系统的H_∞故障检测问题,首先,为了节约网络资源,采用事件触发机制来判断采样数据是否传输到网络中;其次,利用Bernoulli 随机变量描述数据在网络传输中的丢包,综合考虑以上约束,建立一种能同时描述事件触发策略、数据丢包、分布时滞和时变时滞的网络化控制系统模型,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式求解方法将故障检测滤波器的设计转化成H_∞凸优化问题;最后,通过数值仿真验证事件触发机制下的故障检测滤波器不仅节约网络资源而且可以有效地检测出系统故障信息.     

基于观测器的周期拒绝服务攻击网络化系统动态事件触发控制

针对具有周期拒绝服务(DoS)攻击的网络化系统,设计一种基于观测器的具有动态事件触发策略的控制器.首先,通过DoS攻击对网络化系统的影响建立了DoS攻击模型,采用切换系统的方法,将具有DoS攻击的网络化系统分为DoS攻击活跃子系统和DoS攻击休眠子系统.对不可测的系统状态设计状态观测器,通过在静态事件触发中引入一个内部...     

带有稀疏执行器故障的事件触发网络化系统容错控制

针对一类具有事件触发信息传输机制的网络化控制系统,对系统故障执行器个数进行稀疏约束,研究系统在有限个执行器失效情况下的指数稳定及控制器设计问题。将系统故障执行器个数的约束转化为对控制器增益矩阵行的势约束,利用混合整数方法来解决这类稀疏约束的容错控制问题。在此基础上,利用Lyapunov泛函方法,得出闭环系统在有限个执行器失效情况下系统呈指数稳定的充分条件以及具有行稀疏约束的控制器设计方法。最后,通过一个飞行控制系统的数值仿真实例验证所提控制方法的可行性和有效性。     

动态事件触发的无人机非线性系统故障检测

本文在Hi/H1优化框架下, 研究基于动态事件触发的无人机非线性系统故障检测问题. 高空、长航时无人 机需要通过通信网络与地面站进行数据交互, 以实现故障检测等复杂功能. 为了充分利用有限的通信资源, 采用动 态事件触发机制决定是否将测量输入输出数据传送给故障检测模块, 若传输数据不满足触发条件则被丢弃, 因此, 故障检测性能不仅受到干扰和故障影响, 还受到非事件触发时刻数据与实际系统数据误差影响, 即事件触发传输误 差影响. 为此, 针对无人机非线性系统, 提出一种新的动态事件触发Hi/H1故障检测方法. 该方法可以在动态事件触 发条件下, 实现故障检测滤波器残差与事件传输误差完全解耦, 能够避免连续通信和Zeno现象. 在Hi/H1优化框架 下, 通过Riccati方程递归计算, 得到动态事件触发故障检测滤波器的最优解. 最后, 以无人机非线性姿态控制系统为 例, 验证所提方法的有效性和可行性.     

基于双通道事件触发机制的水面无人艇同时故障检测与控制

本文研究双通道事件触发通讯机制下水面无人艇(USV)的同时故障检测和控制(SFDC)问题.考虑执行器故障和外部扰动,建立了SFDC框架以同时实现控制和故障检测目标.为了节约有限的通信资源和系统能源,在传感器–控制器通道和控制器–执行器通道分别部署了积分型事件触发器.在事件触发的通讯机制下,提出了故障检测器和控制器的联合设计准则.最后, USV的仿真结果验证了提出的基于事件触发的SFDC方法的有效性.     

“线性”离散事件动态系统的频域方法

本文应用极大代数研究离散事件动态系统的频域解算法,导出了传递矩阵A(z)的级数A~·(z),给出A~*(z)的存在和收敛条件,给出一种在频域计算特征值的新方法。     

网络攻击下多智能体系统动态事件触发一致性

研究网络攻击下一般线性多智能体系统的动态事件触发一致性问题.考虑多智能体系统在受到网络攻击后,被攻击节点的状态会改变,导致与其相应的连接无法工作,设计修复策略恢复被攻击节点及其相应的连接,给出网络攻击下分布式事件触发控制协议.在静态事件触发机制基础上,通过引入动态阈值参数,提出动态事件触发机制.进一步,利用图论、线性矩阵不等式和李雅普诺夫函数方法,给出网络攻击下实现多智能体系统一致性的充分条件,并证明在所提出的动态事件触发条件下,能够有效避免芝诺行为.最后,通过仿真例子来验证理论结果的有效性.     

Dynamic event-triggered dissipative control of nonlinear networked control systems with deception attacks

For nonlinear networked control systems with deception attacks, the problem of dynamic event-triggered dissipative control is researched in this article. First, on the basis of nonlinear networked control systems model, a dynamic event triggered scheme is proposed to save impact of network bandwidth. Second, considering the impact of time delay, a networked time-delay system model under deception attacks is established. Third, by constructing a new and less conservative Lyapunov function, using linear matrix inequality and unilateral Lipschitz condition, we derive some new sufficient conditions to guarantee the asymptotically stability of nonlinear networked control systems and strictly $({\mathrm{\mathbb{Q}}}_1,{\mathrm{𝕊}}_1,{\mathrm{ℝ}}_1)$-dissipative performance. Besides, a cooperative design strategy of dynamic event triggered scheme parameters and controller gain is put forward. Finally, a simulation example is given to prove feasibility and rationality of the proposed strategy.     

观测器为基础的多包传输网络化系统故障检测

研究了基于不确定马尔科夫模型的多包传输网络化系统故障检测问题.通过引入传输矩阵形式,部分转移概率矩阵元素未知的马尔科夫跳系统模型被用来描述相邻采样周期不同数据包传输时的相关特性.基于获得的模型,利用李雅普若夫方法和随机分析技巧,建立了线性矩阵不等式形式充分条件,所得扩展的误差系统满足随机稳定性和H∞扰动水平.特别的,本文的结论可以包含经典马尔科夫模型和切换模型作为其特例.最后通过仿真例子说明了所用方法的有效性.     

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。     

网络化控制系统故障检测技术的最新进展

伴随着控制系统的日益复杂化以及网络技术的飞速发展, 网络化控制系统受到了人们越来越多的关注. 而作为提高系统安全性和可靠性的一项重要技术, 故障检测逐渐成为控制领域的研究热点之一. 本文针对网络化控制系统中存在的各种典型问题, 综述了相应故障检测技术的最新进展.     

DoS攻击下网络化控制系统基于观测器的记忆型事件触发预测控制

本文研究了DoS攻击下网络化控制系统记忆型事件触发预测补偿控制问题. 首先, 由于网络带宽资源有限和系统状态不完全可观测性, 引入了记忆型事件触发函数, 为观测器提供离散事件触发传输方案. 然后, 分析了网络传输通道上发生的DoS攻击. 结合上述记忆型事件触发方案, 在控制节点设计一类新颖的预测控制算法, 节省网络带宽资源并主动补偿DoS攻击. 同时, 建立了基于观测器的记忆型事件触发预测控制的闭环系统, 并且分析稳定性.通过线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov稳定性理论, 建立了控制器、观测器和记忆型事件触发矩阵的联合设计方案,并验证了该方案的可行性. 仿真结果表明, 该方案结合记忆型事件触发机制可以有效补偿DoS攻击, 节约网络带宽资源.     

具有测量数据丢失的网络化系统的故障检测滤波

研究一类具有测量数据部分丢失的网络化系统的故障检测滤波器设计问题. 测量数据的丢失假设满足已知概率的Bernoulli分布. 设计一个故障检测滤波器, 使残差误差系统均方指数稳定且具有一定的扰动衰减水平. 采用线性矩阵不等式方法, 给出了故障检测滤波器存在的充分条件. 最后通过例子说明该方法的有效性.     

Robust fault detection for networked control systems with nonlinear disturbances and imperfect measurements

In this article, the robust fault detection (FD) problem is investigated for networked control systems with nonlinear disturbances and imperfect measurements. Under the consideration of packet-dropout compensation, a new measurement model is proposed to take the time-varying delay, random packet dropout and quantisation effect into account simultaneously. After properly augmenting the states of the original system and the FD filter, the robust FD problem is formulated as an auxiliary H _∞ filtering problem for a stochastic parameter system with time-varying delays and uncertainties. A sufficient condition for the existence of the robust FD filter is derived in terms of linear matrix inequalities, which depends on both the network status and the quantisation density. A numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed method.