飞行器网络控制系统的多指标鲁棒故障检测

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1、2013年6月第39卷第6期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJune2013V01．39No．6飞行器网络控制系统的多指标鲁棒故障检测牛尔卓王青王明明董朝阳(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，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：针对存在马尔可夫短时延且状态转移概率部分已知的网络环境，研究了飞行器网络控制系统的多指标鲁棒故障检测问题．传统马尔可夫跳变系统的

2、故障检测方法是将故障、外部输入和未知扰动作为广义输入，采用一个H。性能指标来进行故障检测滤波器的设计．由于该指标不具有明确的物理意义，为此需要研究多指标鲁棒故障检测滤波器的设计方法．通过将网络诱导时延描述为一个有限状态马尔可夫链，飞行器网络控制系统被建模为离散有限马尔可夫跳变系统．同时考虑残差对故障的敏感性和对未知扰动及外部输入的鲁棒性，以线性矩阵不等式的形式给出了多指标故障检测滤波器的存在条件和求解方法．最后通过数值算例验证了所提方法的有效性和优越性．关键词：故障检测；网络控制系统；飞行器；马尔可

3、夫跳变系统中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001-5965(2013)06-0813m5Multi．indexesrobustfaultdetectionofaircraftnetworkedcontroIsystemsNiuErzhuoWangQingWangMingming(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing1

4、00191，China)DongChaoyang(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Theproblemofmulti—indexesrobustfaultdetectionwasinvestigatedforaircraftnetworkedcon—trolsystemswithshortMarkovde

5、laysandpartiallyknowntransitionprobabilities．Theconventionalfaultdetec-tionmethodforMarkovianjumpsystemsseesfault，inputanddisturbanceasageneralizedinput，andthenaH。indexwasconsideredforfaultdetectionfilterdesign．Theindexhasnotanexplicitphysicalmeaning，S

6、Othemulti—indexesfaultdetectionfilterdesignmethodshouldbestudied．Theaircraftnetworkedcontrolsystemswasmodeledasdiscrete，finite—stateMarkovianjumpsystemsbydescribingnetworkedinduceddelaysasafi-nite—stateMarkovchain．Consideringthesensitivitytofaultandthe

7、robustnessagainstdisturbancesandinputsonresidual，thesolvableconditionofthemulti—indexesfaultdetectionfilterandfurtherthesolutionswerede-rivedbyusingthelinearmatrixinequalitytechniques．Theeffectivenessandsuperiorityoftheproposedmeth—odwereillustratedbya

8、numericalexample．Keywords：faultdetection；networkedcontrolsystems；aircraft；Markovianjumpsystems随着总线技术及计算机技术的发展，越来越多的飞行器使用数据总线将姿态传感器、控制器、被控对象和执行机构连接起来构成飞行器网络控制系统⋯．相对于传统的飞行器控制系统来说，网络控制系统⋯(NCS，NetworkedControlSys．tems)可进一步减少系统布线，有利于系统信息集成，可