存在Markov时延和丢包的飞行器控制系统故障检测

研究了同时存在控制时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.     

基于观测器的闭环系统故障检测及其在飞控系统中的应用

通过在闭环系统中加观测器,并基于实际飞行控制系统中控制器经常饱和的考虑,对执行器、反馈传感器故障进行了Matlab仿真研究.通过结果分析,提出了一种获取残差的新方法:即把控制器的输出残差和观测器的输出残差结合起来检测故障.该方法对于实际系统可能发生的各种故障更为有效,可以提高系统检测故障的性能,减小漏报率.针对一个飞行控制系统的仿真结果表明:新提出的诊断方案是有效的.     

有时延和数据包丢失的网络控制系统故障检测

针对同时存在网络时延和数据包丢失情况下的网络控制系统（NCS）,研究了基于观测器的故障检测问题。对网络诱导时延大于一个采样周期的NCS,构建了增广系统模型。对于已知的数据包丢失率,在数据包正常传输和丢包发生的情况下分别设计了故障观测器,将观测器误差系统视为具有两事件率约束的异步动态系统（ADS）,利用ADS理论给出了系统稳定的充分条件,基于矩阵不等式优化理论给出了故障观测器的设计方法。通过计算实际系统和故障观测器输出之间的残差,实现了NCS的故障检测。仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

随机传输的量化网络化系统故障检测

研究了具有传感器量化数据随机丢失情况下非线性网络控制系统的故障检测问题.考虑到数据量化和网络噪声等不确定因素对网络控制系统故障检测性能的影响,建立了随机非线性网络化控制系统模型,并将网络控制系统的故障检测问题转化为H∞扰动问题.基于获得的扩展滤波误差系统模型,利用李雅普诺夫函数方法,给出了线性矩阵不等式形式的结论,在线性矩阵不等式具有可行解情况下,设计了观测器形式的故障检测滤波器.给出了数据传输率和量化水平与故障检测性能之间的数量关系,仿真结果验证了所得结论的有效性.     

具有丢包的网络控制系统可靠保性能鲁棒控制

研究了具有丢包的网络控制系统可靠保性能鲁棒控制问题。在考虑网络数据传输发生丢包和执行器故障的情况下,将网络控制系统建模成不确定切换系统,利用线性矩阵不等式,给出了该系统在一定数据丢包率影响下具有可靠保性能、鲁棒状态反馈控制器存在的充分条件和设计方法。最后给出了一个具体的数值事例。     

基于LS-SVM软传感器的容错控制方法及应用

针对一类非线性系统中传感器卡死、恒增益和恒偏差失效等易发故障,考虑控制系统多存在耦合、非线性、时变、滞后等难以建立精确的解析模型,基于数据驱动技术提出一种软传感器容错控制方法.基于LS-SVM构建了系统软传感器,并利用软传感器的预测输出与实际传感器输出之差获取残差信号;采用SPRT算法进行故障检测,当传感器发生故障时,用LS-SVM软传感器预测输出代替物理传感器的实际输出,从而以软闭环方式实现对传感器故障的容错控制.将所提出的方法应用于一阶水箱液位控制系统,实验结果表明,基于LS-SVM软传感器与SPRT的结合能够可靠及时检测非线性系统中各类传感器故障,而借助于软闭环切换还可对传感器故障实现安全容错.     

网络传输丢包率对温室WSN测控系统的影响

针对温室无线传感器网络(WSN)测控系统中数据包易丢失的问题,通过对温室中一对强耦合因子温度和湿度进行解耦,建立温度、湿度非耦合的多输入多输出数学模型.在分析含数据传输丢包与时延的温室无线传感网络测控系统结构基础上,根据网络控制系统指数稳定的相关理论,分析了温、湿度离散控制系统指数稳定条件.利用Matlab中LMI工具箱,对系统的指数稳定性进行定量判断,求出满足温室WSN测控系统指数稳定的可行性解,在确保温室WSN测控系统指数稳定的情况下分析得出最大允许丢包率,为创建稳定的温室WSN测控系统提供理论依据.     

网络控制系统的故障检测

针对一类同时存在时变时延与随机丢包的网络控制系统,研究了系统的鲁棒故障检测问题。考虑传感器与控制器之间、控制器与执行器之间的随机丢包与时变时延的现象,首先将时变时延对系统的影响转化为未知有界条件下的不确定项,再将随机丢包用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述,并设计了系统的鲁棒 故障观测器,给出了基于观测器闭环系统渐近稳定的充分条件。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于多包传输的网络控制系统控制器设计

考虑传感器到控制器通道上时延和丢包的非均匀分布特性,建立了基于多包传输的连续时间网络控制系统模型.通过定义Lyapunov泛函,并应用Jensen不等式,提出了具有非均匀分布的时延和丢包的网络控制系统镇定控制器设计方法;同时将该结果扩展到控制器到执行器通道存在非均匀分布时延和丢包的网络控制系统中.对于传感器到控制器通道和控制器到执行器通道同时采用多包传输的情况,本文提出的控制器设计方法依然可行.数值例子验证了本文给出的控制器设计方法的有效性.     

基于神经网络预测器的单传感器故障检测方法

目的 研究单传感器的故障检测方法,方法 提出了神经网络预测器用于单传感器故障检测的实现方法,并给出了神经网络预测器的在线和离线学习算法。结果 本方法只需要一个传感器的输出信号就可检测系统中的传感器是否发生故障,如果对系统中多个传感器建立神经网络模型,可以检测控制系统中多种类型的以及多个同时发生的传感器故障。结论 用汽车发动机仿真实验可以表明本方法是行之有效的。     

数据包丢失的不确定奇异系统网络化容错控制

针对网络化控制系统中存在数据包丢失的情况,研究了一类具有数据包丢失的不确定奇异系统容错控制问题。根据奇异系统网络丢包的特点,在执行器发生故障的情况下,将奇异网络化系统转换为奇异不确定切换系统。同时,利用矩阵不等式技巧研究该奇异切换系统在一定数据包丢失率影响下的反馈控制。给出了控制器的设计方法和系统正定的充分条件。通过数值仿真例子验证了该方法的有效性。     

基于灰色控制的网络控制系统丢包补偿

本文论述了网络控制系统的产生、特点、复杂性和发展优势，分析总结了在网络控制系统数据包丢失方面的主要研究成果和进展．根据灰色模型的预测性，提出了基于灰色控制理论对网络控制系统数据传输中包丢失补偿策略，并应用此补偿策略对网络控制倒立摆系统进行了仿真实验研究，仿真结果显示丢包补偿后的系统输出几乎与未丢包时一致，从而证实了所提研究策略的正确性与有效性．     

基于拟T-S模型的网络化控制系统鲁棒性分析

在传感器、控制器和执行器均工作于时间驱动的工作模式下,综合考虑网络化控制系统(NCS)出现时延和丢包问题,提出一种拟T-S模糊模型.以时延和丢包出现的概率作为隶属度,根据丢包出现在系统中的不同环节,分别构造相应的系统模型,并利用线性矩阵不等式(LMI)方法证明系统的稳定性.在系统存在外部扰动输入的情况下,构造相应的反馈控制器,并通过对一个二阶倒立摆系统的数值分析证明系统具有一定的鲁棒控制律.     

带有时延和丢包的分布式网络化控制系统故障检测方法

针对带有带宽约束的分布式网络化控制系统,研究了双层监控系统框架下的带有时延和丢包的子系统故障检测方法.针对带有状态时延、输入与输出存在丢包的子系统,将其建模为带有时延的马尔可夫跳跃系统,将故障检测的任务转化为选择适当的滤波器参数,保证扩展系统渐近稳定并满足一定的鲁棒性要求,根据滤波器参数获得系统的残差用于判断故障是否发...     

基于NS2的优先级队列管理算法设计

网络控制系统的信号以分组的形式在网络中传输,引起了传输时延、丢包等问题;为了更好地研究网络控制系统的性能,利用NS2搭建了网络控制系统的网络传输模型.并以其中的优先级业务分组为研究对象,设计了优先级队列管理算法;在DropTail算法的基础上进行改进,继承了原有算法的优势,并加入了业务优先级识别和弃包选择机制;通过调用两种算法进行实验,从时延、丢包以及吞吐量方面进行分析与对比,验证了PDropTail算法的有效性.     

网络控制系统信道调度和控制器协同设计

以网络控制系统为研究对象,讨论信道受限和丢包对系统性能的影响.假设在任意采样时刻只有部分系统可以接入信道,且系统在进行数据传输时会发生丢包现象.首先,将丢包过程描述为独立的伯努利过程,根据每个系统的信道接入状态,建立系统的切换模型;然后,利用平均驻留时间技术,得到系统指数均方稳定的充分条件以及信道的可调度条件;最后,根据以上结果,给出系统信道调度策略和控制器的协同设计算法,使得系统镇定的同时具有理想的衰减率.     

具有随机数据包丢失的网络控制系统

研究了有丢包的网络控制系统的稳定性问题,将系统建模为一个随机Markov链过程,针对传感器与控制器之间和控制器与执行器之间有丢包的网络控制系统,将系统模型表示成一类Markov跳变系统,最后利用Lyapunov稳定性和Markov跳变系统理论分析闭环系统的稳定性,进而给出控制器的设计方法。     

小波包与SVM用于压缩机在线故障检测的研究

研究了滚动转子压缩机在线故障检测的方法.以压缩机壳体振动信号作为分析对象,应用小波包分解将信号分解至不同频带上,提取小波包分解系数的统计参数(包括有效值、方差、偏度和峭度)作为支持向量机(SVM)故障分类器的输入特征向量,用于判别正常与故障压缩机.测试结果表明:该方法用于转子式压缩机故障检测是有效的.     

具有延时和数据包丢失的网络控制系统的稳定性

该文研究了同时具有数据包丢失和网络诱导时延的网络控制系统的建模与稳定性。在数据包传输成功率一定的假设下，将网络控制系统建模为具有事件率约束的异步动态系统。利用异步动态系统的相关结论，给出网络控制系统指数稳定的充分条件。最后的仿真表明该方法是有效的。