基于delta算子网络控制系统的故障检测和容错控制

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2、文的研究做出重要贡献的个人和集体作所取得的成果，均己在文中ｔｉｕ方确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担表或撰写过的作品或成果。学位论文作者签名；间个指导獅签名：Ｉｆ日Ｗ年月／《年／月２Ｊ日河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论义被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可１＾

3、１采巧影印、缩巧或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。□保密，在年解密后适用本授权书。＾本学位论丈属于／保密。＂＂（Ｖ请在上方框内打）学位论文作者签名：指导教师签：名ｒ＾ｌ＾姆ｆ之年月曰年月曰ｏ／分Ｔ／夕ClassifiedIndex：TP273SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeFaultDetectionandFaultTol

4、erantControlinNCSBasedonDeltaoperatorCandidate：YanFeiSupervisor:Prof.GuoYanpingEnterpriseSupervisor：Prof.ChengYuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringEmployer：SchoolofElectricalEngineeringDateofOralExamination:May,2016摘要摘要网络控制系统(NetworkedControlSy

5、stems,简称NCS)是以网络为传输介质实现信息共享与传输的反馈控制系统。Delta算子方法作为离散控制系统和连续控制系统的统一描述形式，可以很好地应用在网络控制系统故障检测和容错控制中。与传统离散化的移位算子方法比较而言，Delta算子可以更好地解决传统移位算子在高频率采样情况下引起的一些数值不稳定和残差变大等问题。本文主要研究了基于Delta算子网络控制系统的故障检测和容错控制问题，使Delta算子在故障检测和容错控制的研究中更具有理论意义和学术价值。本文主要开展了以下研究工作：1)研究了基于Delta算子的网络控制系统的故障诊断问题，给出了基于Del

6、ta算子网络控制系统故障检测滤波器的设计方法。一方面，将存在随机时延和范数有界的网络控制系统故障检测滤波器的设计问题归结为求解H滤波器问题；另一方面通过建立李雅普诺夫函数(Lyapunovfunction)，并且利用线性矩阵不等式(LinearMatrixInequalities,简称LMI)进行转化，求出H滤波器的最优解。该解不仅能保证范数有界输入和随机时延网络控制系统的鲁棒性能，还可以保障残差对故障信号的灵敏度。最后通过数据仿真表明了此方法的有效性。2)研究了基于Delta算子不确定时延的容错控制问题，给出Delta算子描述的具有不确定时延的网络控制

7、系统模型。在传感器或者执行器发生部分失效的情况下，根据容错控制器的设计理论并运用李雅普诺夫函数与线性矩阵不等式相结合的方法，设计出系统的容错控制器控制器。实验表明该容错控制器能保证系统的稳定运行。3)研究了基于Delta算子数据包丢失的网络控制系统容错控制问题，建立了Delta算子描述的具有数据包丢失的网络控制系统。在存在数据包丢失的网络控制系统传感器和执行器部分失效的情况下，运用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式的方法，设计出闭环反馈容错控制器，使闭环系统能够保持稳定。并通过仿真实验表明了该方法的有效性。关键词Delta算子；网络控制系统；故障检测；容错控制；

8、时延；丢包IAbstractAbstractNetw