分布式网络化控制系统故障检测方法研究

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1、天津大学博士学位论文分布式网络化控制系统故障检测方法研究姓名：刘文静申请学位级别：博士专业：控制理论与控制工程指导教师：宗群20090101同样根据滑模运动的稳定性和可达性条件，求解滑模观测器的参数和非线性输入，进而利用系统残差判断故障是否发生。最后通过仿真验证所提方法的有效性。(4)针对具有周期通信序列的子系统，研究基于鲁棒滤波器的故障检测方法。在分析周期通信序列原理和特性的基础上，将具有周期通信序列的子系统建模为切换系统；针对此系统设计故障检测滤波器，通过选择滤波器参数来保证残差产生系统渐近稳定，并使残差信号能够有效抑制未知输入的影响，同时给出相关

2、理论证明；由滤波器获得的残差经过残差评价阶段的分析，实现系统故障检测。仿真结果显示所提的检测方法对具有周期通信序列的子系统故障检测的有效性。(5)针对具有确定通信逻辑的中心系统，研究基于状态观测器的故障检测方法。首先，将确定通信逻辑引入中心系统中，在对同步状态估计器和逻辑判断单元进行分析和设计的基础上，获得带有不确定的中心系统模型，并设计状态观测器进行故障检测。然后，考虑丢包情况下的中心故障检测方法。此时中心故障检测单元的数据是否更新取决于两者，即通信逻辑单元的判断和是否发生丢包，当状态发生更新时，系统下一时刻的状态由实际状态获得，否则下一时刻的状态由

3、估计器的状态获得，根据此机制对中心系统模型进行修正，将其建模为马尔可夫跳跃系统，通过设计相应的观测器实现故障检测。最后，通过仿真说明所提方法的有效性。关键词：分布式网络化控制系统故障检测滑模观测器鲁棒滤波器状态观测器残差评价ABSTRACTBecauseoftheadvantagessuchaslowcost，mobility,modularity,resource-sharingandeasymaintenance，distributednetworkedcontrolsystem(ones)becomesoneofthehottopicsintec

4、hnicalandacademicareas．Justthesameasthetraditionalcontrolsystemdoes，theDNCSalsohasvariousfaults，andthefeaturesoftheDNCSsuchastime—delay,datadropandthebandwidthconstraintaggravatethedamagecausedbythefault，andevendrivethesystemunstable．Sometimesthefaultoccurrencefrequencyisincontr

5、adictionwiththescaleoftheDNCSandthenetworkenvironment．Therefore．itisveryimportantandurgenttoraisethesafetyandreliabilityoftheDNCS．FaultdetectionoftheDNCSisproposedtoreducetheinfluencecausedbythetime—delayanddatalossinthisdissertation．Thisdissertationcontainsthefollowingmainsecti

6、ons：1．FortheDNCSbasedonthepackettransmission，thediscretesystemmodelisobtained．BasedONtheanalysisaboutthesystemcharacteristic，thepackettransmissionisintroducedtoactasthetransmissionmechanismbetweenthecentralunitandthesubsystem．Duetothedifferentsamplingtimeanddifferentpacketsize，t

7、hewholesystemisregardedasamulti-ratesamplingsystemandtheliftingtechniqueisusedtogetthediscretesystemmodel．111esimulationplatformisestablishedinMatlab／Simulinkenvironment，andtheTruetimetoolisappliedtorealizethepackettransmission．2．Forthesubsystemwithtime-delayanddatadrop，thefault

8、detectionbasedonrobustfilterisproposed．Firstofa