网络控制系统故障诊断技术的研究

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1、颐士论文网络控制系统故障诊断技术的研究摘要随着网络控制技术的发展，传统控制系统网络化已经成为一种新的趋势。由于网络传输的复杂性，在工程实践中，网络控制系统对安全性、可靠性的要求比一般系统高，如果某些微小故障不能及时排除，就有可能造成巨大的灾难和损失。因此，研究网络化控制系统的故障诊断具有重大的理论和应用价值。’本文研究了网络控制系统的故障诊断，主要内容如下：(1)系统全面地介绍了网络控制系统故障诊断的基本问题和研究现状；并在考虑网络控制系统的时延、丢包特性的情况下，建立了网络控制系统故障诊断的数学模型。(2)针对受范数有界干扰影响的短时延网络

2、控制系统的故障检测问题，提出了一种新的性能指标，将网络控制系统基于观测器的鲁棒故障检测问题归结为也滤波问题，并通过选择适当的加权矩阵和观测器增益矩阵，求出最优解，保证输出残差对故障信号灵敏度的最大化，以及对有界干扰和随机时延的鲁棒性，在此基础上，利用输出残差实现对故障的检测。(3)针对长时延网络控制系统的故障模型，设计无记忆降阶观测器，作为故障检测的残差产生器，并证明状态残差系统的稳定性，最后对输出残差进行解耦，实现对网络控制系统故障的诊断。(4)针对随机短时延丢包网络控制系统的故障诊断问题，在丢包率一定的情况下，针对数据包传输成功和传输失败

3、的情况，分别设计状态观测器，将状态残差系统建模为两事件异步动态系统，并得到该系统指数稳定的充分条件，在此基础上，利用输出残差，实现对网络控制系统故障的诊断。关键词：网络控制系统，故障诊断，网络诱导时延，丢包，状态观测器AbstractWiththedevelopmentofthenetworkedcontroltechnology,ithasbecomeakindofnel仃endthatthetraditionalcontrolsystemisnetworked．Becauseofthecomplexityofnetwoflnetworke

4、dcontrolsystem(NCS)hashighel"levelofdemandsforsafetyandreliabilitytha2eneralsystem．Ifsomekindsofsmallfaultsaren'tremovedintime，itwillprobablybrinenol'mou$tragedyandloss．Therefore，theresearchOnfaultdetectionanddiagnosisonetworkedcontr01systemhasgreattheoreticalandappliedvalu

5、e．TheFDDofNCSiSstudiedinthisdissertation．Themainresearchworksareconclude,asfollows：(1)Thebasicproblemsandthepresentresearchstatusofnetworkedcontrolsystenaresystematicallyandcomprehensivelyintroduced．Besidesthat，whenwethinkOnetwork．induceddelaysandpacketdropout，deferentmathe

6、maticalmodelsofNCSaresetup(2)Accordingtotheproblemofnetworkedcontrolsystemswithrandomshottime-delayandL2normboundeddisturbance，thedesignofobserver-basedrobustfauldetectionfilterforNCScanbeformulatedasaH∞filteringproblem，andbesolvedfurtherb2suitablyselectingweightingmatrixan

7、dobservergainmatrix，whichcouldmaximize也Isensitivityofresidualtofaultandsimultaneouslyguaranteetherobustnesstorandomshortime．delaYaswellasdisturbance．Finally,FDofNCSissucceededbytheoutputresiduals．(3)Amemorylessreduced．orderstateobserverisconstructedaccordingtothemodelofnetw

8、orkedcontrolsystemswithlongtime—delay．Thentheresidualisgeneratedb)comparingthestat