存在Markov时延和丢包的飞行器控制系统故障检测.pdf

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1、第15卷第2期上海应用技术学院学报(自然科学版)VoI．15NO．22O15年6月JClURNALOFSHANGHAIINSTITUTEOFTECHNOL0GY(NATURALSCIENCE)Jnil．2015文章编号：1671—7333(2015)02—0124—06DOI：10．3969／j．issn．1671—7333．2015．02．005存在Markov时延和丢包的飞行器控制系统故障检测吴松圃，马奥家，王青，董朝阳(北京航空航天大学a．自动化科学与电气工程学院；b．航空科学与工程学院，北京100191)摘要：研究了同时存在控制时

2、延和观测丢包的飞行器网络控制系统故障检测滤波器设计问题．考虑网络时延和丢包符合Markov随机过程，将系统建模为离散Markov跳变线性系统；并在转移概率部分已知的情况下设计了故障检测滤波器，将故障检测问题转化为H。。滤波问题；给出了故障检测滤波器存在的充分条件以及求解方法．通过某飞行器网络控制系统的数值仿真，表明该方法具有较好的检测效果．关键词：故障检测；网络控制系统；飞行器；时延；丢包中图分类号：TP273文献标志码：AFaultDetectionforFlightControlSystemswithMarkovDelaysandDa

3、taLossesW己厂Songpu，MAAojia，WANGQing，DONGChaoyang(a．SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering；b．SchoolofAeronauticalScienceandEngineering，BEIHANGUniversity，Beijing100191，China)Abstract：Thefaultdetectiondesignforaclassofnetworkedflightcontrolsystemswithcontroldelaysa

4、ndobservationdatalosseswasinvestigated．Consideringthenetwork～induceddelayanddatalosses，discrete—timeMarkovjumplinearsystemsmodelwithpartlyknowntransitionprobabilitieswereestablished．Basedontheobtainedmode1，faultdetectionfilterwasdesigned．Thentheaddressedfaultdetectionprob

5、lemwasconvertedintoaproblemofHfiltering．Sufficientconditionstoguaranteetheexistenceofthefaultdetectionfilterandsolutionsofthisproblemweresimultaneityderived．Finally，thenumericalsimulationofthenetworkedflightcontrolsystemwasconductedtovalidatetheeffectivenessoftheproposedm

6、ethod．Keywords：faultdetection；networkedcontrolsystems；aircraft；timedelay；datalosses飞行器网络控制系统是一种具有分布式结构的目前，针对网络控制系统故障检测问题的研究控制系统，网络的引入能够很好地解决系统内部日已取得一定成果．文献E83中将故障观测器构建成随益复杂的数据共享和传输问题，克服了传统点对点机时延切换系统，将观测器系统的均方渐近稳定条传输方式布线复杂、维护成本高、体积庞大等缺件归结为一线性矩阵不等式；文献E9]中采用自适应陷口_3]．但网络带来的时延

7、和数据包丢失不可避免会观测器方法研究了Markov跳变系统的鲁棒故障检影响系统，甚至引发故障]．因此，研究网络控制系测；文献[10]中研究了具有参数不确定性的Mark—统故障检测问题具有重要理论和实际意义5。]．OV跳变系统的H。。鲁棒故障检测问题．上述文献只收稿日期：2015—01—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(61273083，61374012)第一作者：吴松圃(1991一)，男，硕士生，主要研究方向为网络化飞行器故障诊断和容错控制．E—mail：wusongpu@buaa．edu．cn第2期吴松圃，等：存在Markov时延

8、和丢包的飞行器控制系统故障检测单方面考虑网络存在时延或丢包的情况，而实际情E—lexp(Ap)dtEp，F—Iexp(Ap)dtF况下，网络的时延和丢包往往同时存在，针对同时存C—在时延和丢包