存在多个数据包丢失的网络化系统的故障检测

研究一类存在多个数据包丢失的网络化不确定系统的鲁棒故障检测问题。不确定对象为凸多面体离散时间模型。多个数据丢失现象由具有一般概率密度的随机变量描述。利用随机系统的Lyapunov稳定性理论和参数依赖方法给出了使残差信号与加权故障信号之间的误差尽可能小的鲁棒故障检测滤波器的存在性条件。借助于线性矩阵不等式组的可行解得到了故障检测滤波器增益。仿真例子表明了所给方法的有效性。     

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.     

测量丢失概率不确定的网络化系统的鲁棒故障检测

研究一类具有测量数据丢失概率不确定的网络化系统的鲁棒故障检测问题,系统用概率属于一个区间的Bernoulli随机二进制切换序列来描述测量数据丢失.设计一个基于观测器的鲁棒故障检测滤波器(RFDF),对于区间内的每一个概率,RFDF残差误差输出对故障敏感且对具有L2有界的未知干扰输入有一定的鲁棒性,应用线性矩阵不等式方法,给出并证明了此RFDF的存在条件.最后通过例子说明了该方法的有效性.     

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.     

在低频域内对线性时滞系统的故障检测滤波器设计

对线性时滞系统, 本文在低频域内考虑了故障检测问题. H∞范数用来度量外界扰动, H-指标用来度量故障敏感性. 本文主要结果包括得到了故障检测观测器存在的充分条件而且通过解线性矩阵不等式得到了观测器的增益解. 最后, 数值例子解说明了本文方法的有效性.     

时滞离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒故障检测

研究具有状态时滞离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒故障检测问题．基于依赖于系统模态的滤波器构造残差产生系统,利用H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题,应用线性矩阵不等式技术得到了此类系统的故障检测滤波器存在的充分条件．数值仿真表明所提方法是可行的．     

一类时滞LPV系统的鲁棒故障检测

研究一类具有参数依赖时滞的线性参数变化系统的鲁棒故障检测问题,使残差信号和故障信号之问的误差最小,同时提高残差信号对控制输入和未知输入信号的鲁棒性．基于依赖于时变参数的滤波器构造残差产生系统,利用H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题,应用线性矩阵不等式技术得到了此类系统鲁棒故障检测滤波器存在的充分条件．数值仿真表明所提方法是可行的．     

不确定时滞系统增益型故障的检测与估计

针对一类不确定连续线性定常时滞系统,提出了一种执行器、传感器增益故障的鲁棒检测与估计策略。该类系统含有多状态与输出时滞,状态和输出方程上同时作用有非结构有界未知扰动。在Trunov和Polycarpou方法的基础上,设计了一种新的时滞系统自适应观测器用于检测并估计突变或缓变的增益故障。与Wang等针对线性无时滞不合输出扰动系统的工作相比,该结论更具一般性。理论分析表明,该方法对于未知扰动鲁棒,能够保证故障的估计,状态与输出估计偏差一致有界。数值仿真验证了方法的有效性。     

基于概率密度函数的时滞依赖故障检测与诊断

针对包含时滞的随机分布系统,提出了一种基于概率密度函数（PDF）的时滞依赖故障检测与诊断方法。建立了基于PDF信息的故障检测残差,利用故障检测与诊断理论,设计了基于线性矩阵不等式的故障检测观测器和故障估计器,并且通过了稳定性分析,实现了对该系统的故障检测以及估计。通过数值仿真,证明了该方法的有效性。     

部分测量数据丢失的网络化系统的l2-l∞滤波

在网络系统中,滤波器得到的观测量通过有限带宽的通道进行传送可能发生丢失.本文研究一类具有测量数据部分丢失的网络化系统的l2-l∞滤波器设计问题.测量数据的丢失采用已知概率分布的二进制切换序列来描述.利用线性矩阵不等式方法,设计全阶和降阶滤波器.所设计的滤波器使得滤波误差系统均方指数稳定,而且保证相对于所有有界的外界扰动信号,滤波误差系统具有一定的l2-l∞扰动衰减水平.数字仿真表明设计方法的有效性.     

存在通讯限制的网络控制系统鲁棒故障检测

对一类具有随机丢包和通讯限制的网络控制系统的鲁棒故障检测问题进行研究;考虑控制器到执行器间存在通讯限制以及传感器到控制器间存在数据丢包,并将丢包用Bernoulli随机二进制分布进行描述;在此基础上建立带有故障的离散时间模型,基于所建立的模型设计故障检测滤波器,使得残差系统随机稳定,同时滤波误差系统的H∞范数满足给定的衰减水平;所设计的故障检测滤波器不但保证了残差系统对故障的灵敏,同时对系统的外部扰动输入具有鲁棒性;数值算例验证了文章所提方法是可行的.     

具有输出时延的网络控制系统故障检测

考虑一类具有长时延的网络控制系统,假定其传感器到控制器之间存在输出时延,对其进行故障检测研究.建立具有时延补偿功能的故障观测器,得到状态估计误差方程.基于离散切换系统理论,将观测器系统的稳定条件归结为一个线性矩阵不等式.当系统正常时,只要给定的矩阵不等式条件成立,该观测器系统就是渐近稳定的.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.仿真示例验证了方法的有效性.     

不确定短时延网络控制系统的故障检测

针对远程被控对象为线性模型,且网络诱导时延小于一个采样周期的一类网络控制系统(NCS),假设可能发生执行器故障,对系统进行故障检测。将随机时延对系统的影响转化为未知有界条件下的不确定项,建立了系统的离散数学模型。按照时延补偿策略设计了系统的故障观测器,并基于Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式理论,推导出了整个观测器系统全局渐近稳定的充分条件。仿真例子验证了方法的有效性。     

具有传输时延的网络控制系统故障估计与调节

In this paper,a method of fault estimation and fault tolerant control for networked control system (NCS) with transfer delay and process noise is presented.First,the networked control system is modeled as a multiple-input-multiple-output (MIMO) discrete-time system with transfer delays,process noise,and model uncertainties.Under this model and under some conditions, a fault estimation method is proposed to estimate the system faults.On the basis of the information on fault estimation and the sliding mode control theory,a fault tolerant controller is designed to recover the system performance. Finally, simulation results are used to verify the efficiency of the method.     

具有传输时延的网络控制系统故障估计与调节

In this paper, a method of fault estimation and fault tolerant control for networked control system (NCS) with transfer delay and process noise is presented. First, the networked control system is modeled as a multiple-input-multiple-output (MIMO) discrete-time system with transfer delays, process noise, and model uncertainties. Under this model and under some conditions, a fault estimation method is proposed to estimate the system faults. On the basis of the information on fault estimation and the sliding mode control theory, a fault tolerant controller is designed to recover the system performance. Finally, simulation results are used to verify the efficiency of the method.     

一类非线性网络控制系统的故障检测

针对远程被控对象为非线性模型,且具有输出诱导时延的一类网络控制系统（NCS）,假设可能发生执行器故障,对系统进行故障检测：利用T—S模糊模型将对象线性化,建立了模糊观测器,并给出了观测器系统渐近稳定的条件。进一步地,又考虑到满足该观测器稳定条件的矩阵难以寻找到,因此利用模糊模型中的主导子系统思想,重新设计了观测器,并基于Lyapunov稳定性定理,推导出了整个观测器系统全局渐近稳定的充分条件。最后,通过一个仿真例子验证了方法的有效性。     

网络控制系统故障诊断滤波器

针对一类具有不确定网络诱导时延和范数有界未知输入影响的网络控制系统(Networked Control Systems,简称NCS),研究了故障诊断滤波器的设计问题.通过构造基于观测器的滤波残差系统,将故障诊断滤波器的设计问题归结为H∞滤波问题.通过引入2个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵分离,得到了一个新的鲁棒H∞性能判据,并基于该判据设计了系统的鲁棒H∞滤波器.设计的滤波器不但保证闭环系统的二次稳定性,同时使残差系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平γ,并且设计了一个迭代算法来得到问题的优化解.最后通过一个仿真算例验证了所提出算法的可行性和有效性.     

存在多路数据丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计

本文研究一类存在多路测量数据丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计问题,系统的数据丢失现象由一族在给定区间范围内取值的相互无关的随机变量描述.采用基于观测器的鲁棒Hx故障检测滤波器作为残差产生器,通过引入新的随机变量,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类具有乘性噪声影响的随机时变系统有限时间域内的Hx滤波问题运用Ly...     

Fault Estimation for Nonlinear Networked Systems with Time‐Varying Delay and Random Packet Dropout

In this paper, the fault estimation problem is studied for a class of nonlinear networked control systems with imperfect measurements. A novel measurement model is proposed to take time‐varying delays, random packet dropouts, and the packet‐dropout compensation into consideration simultaneously. After properly augmenting the states of the original system and the fault estimation filter, the addressed fault estimation problem is converted into an auxiliary H_∞ filtering problem for a stochastic parameter system. In terms of matrix inequalities, a sufficient condition for the existence of the fault estimation filter is derived that depends on the packet dropout rate, the upper and lower bounds of time delays, and the size of the consecutive packet dropouts. Finally, a numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

基于Round-Robin协议网络化系统的故障检测

针对基于Round-Robin通信协议网络化控制系统的鲁棒故障检测问题，考虑传感器饱和以及外部干扰，提出了一种通信协议约束下故障检测滤波器的设计方法.利用李亚谱诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术得到故障检测滤波器存在的充分条件，通过求解具有凸约束的优化问题得到最优滤波器参数.所设计的故障检测滤波器不仅能够确保滤波误差系统均方渐进稳定且有较强的扰动抑制能力.通过数值仿真和DTS200三容水箱液体渗漏检测实验验证了该方法的有效性.