变时延网络控制系统的鲁棒故障检测

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1、2013年11月北京航空航天大学学报November2013第39卷第11期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No．11变时延网络控制系统的鲁棒故障检测张颖昕王青吴振东董朝阳(北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室，北京100191)(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：针对具有时变时延的网络控制系统故障检测问题，提出了一种基于鲁棒H。思想的故障检测滤波器设计方法．将鲁棒H。故障检测问题归结为寻找滤波器参数矩阵，使得滤

2、波系统内稳定并且满足鲁棒H。性能指标．根据残差评价函数和故障阈值判断系统是否存在故障．假设时变时延的上下界已知．基于时延相关Lyapunov．Krasovskii泛函方法给出了系统内稳定并且具有H。指标的时延相关条件．在外部控制输入、外界干扰和故障信号有界的情况下，所设计的故障检测滤波器能够保证生成的残差信号有界．针对HiMAT(HighlyManeuver—ableTechnology)飞行器设计了故障检测滤波器，并通过仿真分析验证了所提出方法的有效性．关键词：网络控制；故障检测；时变时延；滤波器中图分类号：TP273文献标识码：A

3、文章编号：1001．5965(2013)11-1520一05Robustfaultdetectionfornetwork-·basedsystemwithtime··varyingdelayZhangYingxinWangQingWuZhendong(ScienceandTechnologyonAircraftControlLaboratory，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)DongChaoyang(SchoolofAeronauti

4、cScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Fornetwork-basedsystemwithtime-varyingdelay，thefaultdetectionfilterdesignapproachbasedonrobustH。theorywasproposed．TherobustH。faultdetectionproblemwasconvenedintodesignpa—ra

5、metermatricesofthefilterwhichguaranteestheinternalstabilityandtherobustH。performanceindex．Faultsweredetectedbasedontheresidualerrorevaluationfunctionandthefaultthreshold．Itwasassumedthatthetime-varyingdelaywasboundedandtheupperandlowerboundswereknown．Thedelay·dependentL

6、yapunov··Krasovskiifunctionalwaschosentoderivethedelay··dependentconditionfortheexistenceofthefaultdetectionfilter．Theparametersofthecorrespondingfaultdetectionfilterwereobtainedbysolvingthede-lay—dependentcondition．Underboundedcontrolinputs，externaldisturbancesandfault

7、signals，thefaultde-tectionfiltercanguaranteetheboundedenessoftheresultantresidualerror．Theeffectivenessoftheproposedapproachwasdemonstratedbytheapplicationtothehighlymaneuverabletechnology(HiMAT)vehicleflightcontrolsystem．Keywords：network-basedsystem；faultdetection；time

8、—varyingdelay；filter航空航天技术的发展在提高现代飞行器性能的同时，也提高了飞行器的复杂程度卜引．为增进可靠性，故障检测已经成为了飞行器必备的系统⋯．另外，人们广泛关注的网络控制系统(NCS，Netwo