具有Markov跳变特性的系统故障检测

发布时间：2017-07-04 06:10

  本文关键词：具有Markov跳变特性的系统故障检测

  更多相关文章： 故障检测 网络化系统 Markov跳变 龙贝格观测器 H_∞滤波 丢包 量化

【摘要】：故障检测是解决故障问题过程中的基础也是重要环节。经过众多学者的努力,近年来基于数学模型的故障检测获得长足发展。网络化系统在无线传输和计算机网络中的应用日趋广泛,由其产生的诸如时延、丢包和量化等诱导因素为故障检测带来新的问题和困难。同时,包括复杂动力系统子系统之间的切换、网络化控制系统的丢包等在内的现象,都可以用Markov随机过程描述。以上因素形成的特殊问题要求,必须研究针对此类系统的行之有效的方法。基于以上考虑,本文尝试研究几类具有Markov特性的系统故障检测。故障滤波模型主要采用基于龙贝格观测器的滤波器和全阶状态滤波器,使用H_∞性能指标,故障信息则以构造残差为桥梁获得,利用凸优化方法进行故障滤波器设计。本文首先针对子系统之间依照Markov链跳变的混杂系统构造一类考虑动态残差的自适应滤波器,其中涉及到时延、系统参数不确定性等复杂因素。构造基于自适应观测器的残差系统,通过分析系统残差和干扰之间的数学关系,得出反映具有特定形状和幅值故障数学指标。利用H_∞滤波和相应的LMI技术,得到系统稳定和性能指标的充分条件,进而达到检测故障的目的。不同于第一部分针对系统参数按Markov链跳变的情形,之后两部分考虑到具有Markov丢包的网络化系统故障检测。首先针对信道限制问题,考虑Markov丢包和信道限制对滤波器输入造成的影响。然后采用全阶状态滤波器,并基于Lyapunov方法,得到滤波器存在的充分条件,由此检测故障的发生与否,并用数值例子验证算法。鉴于对Markov丢包和传感器输出量化同时存在网络控制系统故障检测的研究还很少,本文进一步考虑丢包用Markov链描述,同时采用对数量化的网络化控制系统,通过H_∞滤波得到滤波器未知参数,进而达到检测故障的目的,并用数值算例进行验证。
【关键词】：故障检测 网络化系统 Markov跳变 龙贝格观测器 H_∞滤波 丢包 量化
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 符号说明9-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 故障检测综述11-19
• 1.2.1 发展及研究概述11-12
• 1.2.2 检测方法略要12-14
• 1.2.3 Markov跳变系统的故障检测14-17
• 1.2.4 网络化控制系统故障检测17-19
• 1.3 主要引理19-20
• 1.4 本文主要内容及结构安排20-22
• 1.4.1 主要内容20-21
• 1.4.2 章节结构安排21-22
• 第二章 线性离散时延Markov跳变系统的故障检测22-35
• 2.1 引言22
• 2.2 问题描述22-25
• 2.3 主要结果25-31
• 2.4 数值仿真31-33
• 2.5 结论33-35
• 第三章 具有Markov丢包的非线性网络系统故障检测35-43
• 3.1 引言35
• 3.2 问题描述35-37
• 3.3 主要结论37-40
• 3.4 数值仿真40-41
• 3.5 结论41-43
• 第四章 具有Markov丢包和量化的网络时延系统故障检测43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 问题描述43-45
• 4.3 主要结果45-48
• 4.4 数值仿真48-49
• 4.5 结论49-51
• 第五章 总结51-52
• 第六章 致谢52-54
• 参考文献54-60
• 附录60

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本文编号：516642