基于卡爾曼濾波器的網絡控制系統(tǒng)的故障檢測.pdf

1、隨著網絡技術和計算機技術的不斷發(fā)展，基于網絡的控制系統(tǒng)正在取代點對點結構的控制系統(tǒng)。通過網絡形成閉環(huán)的控制系統(tǒng)稱為網絡控制系統(tǒng)(Networked ControlSystems，NCS)。NCS的主要優(yōu)點是可以實現資源共享、安裝與維護簡單及增加了系統(tǒng)的靈活性和可靠性。
　　 故障檢測日益成為一個非常重要的研究領域。在實際控制過程中，由于系統(tǒng)參數的變化、干擾和噪聲等因素會影響殘差信號，因此需要把這些因素當作未知輸入并從殘差中解耦出

2、來，這就是故障檢測，它受到許多學者的關注。
　　 網絡控制系統(tǒng)的故障檢測是一個新的研究課題?；谟^測器方法的思想是通過殘差信號來判斷故障的信息。殘差產生器的設計是網絡控制系統(tǒng)故障檢測的核心問題之一，即設計殘差產生器使所產生的殘差信號對參考輸入、擾動信號和其它未知輸入具有較強的魯棒性，同時對發(fā)生的故障信號具有較高的靈敏度。
　　 本文充分考慮了網絡控制系統(tǒng)的延時特性，分析了網絡控制系統(tǒng)的基本問題，詳細闡述了幾種常用的觀測器

3、，然后基于觀測器的方法從兩方面來分析了網絡控制系統(tǒng)的特性。一方面，故障檢測，只考慮從傳感器到控制器的網絡時延，構造一個具有時延補償功能的最優(yōu)觀測器來估計系統(tǒng)的全部狀態(tài)，最后得出系統(tǒng)的殘差只跟故障和噪聲有關的結論。另一方面，容錯控制，將未能成功傳輸數據的傳感器視為發(fā)生了“故障”，借助容錯控制的方法進行控制器的設計。控制器通常由兩部分組成，一部分是狀態(tài)觀測器，它根據所測量到的輸出量重構出全部狀態(tài)；另一部分是控制規(guī)律，它直接反饋重構的全部狀態(tài)