时延系统故障诊断及容错控制研究

发布时间：2017-01-05 19:40

  本文关键词：时延系统故障诊断及容错控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华北电力大学》 2015年

时延系统故障诊断及容错控制研究

杜黎龙  

【摘要】：时延广泛存在于实际工业过程和分布式网络中。为保证时延系统的安全可靠运行,有必要研究其故障诊断及容错控制方法。针对存在网络诱导时延、丢包及噪声的网络控制系统设计了MEE滤波器及H∞滤波器,研究了基于滤波器的网络控制系统故障诊断方法。针对存在几类典型的时延及执行器／传感器故障的非线性控制系统研究了容错控制器,并分别进行了仿真研究,验证了这些容错控制方法的有效性。本论文的主要工作及成果体现在以下四个方面：1.针对具有随机时延、噪声和丢包的网络控制系统,提出了基于最小熵滤波器的故障检测方法。滤波器的目标是估计网络控制系统的状态使得输出误差的熵单调减小,给出了滤波算法收敛的条件,评判基于最小熵滤波器产生的残差信号,进行故障检测,并通过仿真验证了该故障诊断方法的适用性。2.针对具有传感器故障的线性连续网络化系统设计了滤波器。建立了传感器增益失效的随机故障模型。结合网络控制系统的模型,提出了可靠性H∞滤波器的设计方法,利用Lyapunov稳定性原理和LMI技术,获得滤波器参数的可行解。利用所求结果进行数值仿真,从仿真结果看,滤波器在传感器故障的情况下,通过网络传输信号能可靠地实现滤波器的功能。3.针对具有执行器发生概率性故障及区间时变时延的时滞系统,设计了一类容错控制器。通过引入随机变量刻画故障发生的概率,建立了执行器故障模型。结合使用Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了系统均方指数稳定的LMI形式的充分条件,该条件不仅依赖于迟延,而且依赖于故障发生的概率分布。所求的控制器不仅在系统完好时能使系统保持稳定,而且在执行器发生概率性故障时也能使闭环稳定保持一定的控制性能。最后通过仿真验证了所设计的可靠性控制器的可行性及有效性。4.针对具有执行器间歇故障及时变时延的非线性离散／连续型网络控制系统分别设计了可靠性容错控制器。通过引入满足伯努利分布的随机变量刻画执行器具有间歇故障的随机故障模型,并运用Lyapunov理论及线性矩阵不等式技术,设计了网络控制系统在执行器随机间歇故障及时变时延情况下的容错控制,并通过了实例仿真验证。

【关键词】：
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP277
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王占山,张化光;故障估计的自适应观测器设计[J];东北大学学报;2005年01期

2 姚利娜;阴自阳;秦记峰;;非高斯随机分布系统的集成故障诊断与容错控制[J];北京理工大学学报;2014年01期

3 严伟;滕青芳;范多旺;;考虑输入滞后的磁悬浮列车悬浮系统的鲁棒H_∞容错控制[J];机车电传动;2012年01期

4 尤富强,田作华,施颂椒;基于自适应观测器的时滞系统执行器故障诊断[J];计算机仿真;2004年10期

5 包健;刘晓蕾;;基于信息融合技术的电梯控制系统故障诊断[J];计算机应用研究;2011年03期

6 肖民卿;;传感器有故障的Delta算子线性不确定系统的鲁棒D-稳定[J];控制理论与应用;2009年02期

7 黄鹤;谢德晓;韩笑冬;张登峰;王执铨;;具有随机丢包的一类网络控制系统的故障检测[J];控制理论与应用;2011年01期

8 宋华,张洪钺;多故障的奇偶方程-参数估计诊断方法[J];控制与决策;2003年04期

9 朱张青,周川,胡维礼;短时延网络控制系统的鲁棒H_2/H_∞状态观测器设计[J];控制与决策;2005年03期

10 李娟;叶若红;唐功友;;含控制时滞系统的实时故障诊断和最优容错控制[J];控制与决策;2008年04期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 朱张青;动态系统的鲁棒故障检测与诊断技术[D];南京理工大学;2005年

2 吕明;网络控制系统的故障检测与诊断[D];南京理工大学;2007年

3 齐晓妹;网络控制系统的鲁棒故障检测与容错控制方法研究[D];山东大学;2012年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋华;张洪钺;王行仁;;非线性系统多故障诊断方法[J];北京航空航天大学学报;2005年11期

2 董敏;姜斌;;基于模糊观测器的非线性系统的故障调节[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年09期

3 苏林;尚朝轩;刘文静;;航天器姿态控制系统故障诊断方法概述[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年04期

4 张洛花;黄战峰;毛相锋;;结构不确定Delta算子系统的鲁棒容错镇定[J];河南城建学院学报;2010年05期

5 张洛花;田巍;黄战峰;;Delta算子不确定系统区域极点约束的H_∞可靠控制[J];河南城建学院学报;2010年06期

6 王明顺;关守平;陈述平;李丹;;一种分类机械手的研制与开发[J];东北大学学报;2006年09期

7 尹作友;张化光;;基于自适应观测器的非线性时滞系统故障检测与估计[J];东北大学学报(自然科学版);2007年07期

8 吴荣亮;李元;魏星;;网络化控制系统中网络延时故障检测的研究[J];弹箭与制导学报;2007年03期

9 辛博;朱张青;李文利;;网络控制系统故障检测与诊断的研究与进展[J];电气自动化;2012年03期

10 王佑恩;肖民卿;;参数不确定δ算子时滞系统的可靠保性能控制[J];福建师范大学学报(自然科学版);2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张智勇;唐功友;;具有控制器时滞汽车主动悬挂系统的最优减振控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

2 ;H_∞ Fault Tolerant Control for Networked Control Systems with Packet Loss[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

3 周开军;余伶俐;;基于粒子滤波器的故障预测方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年

4 ;A new analysis method for interval time-varying delay systems with probabilistic actuator-fault-occurrence[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年

5 ;Feedforward and Feedback Control for Nonlinear Systems of Offshore Platforms[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年

6 ;Design of Discrete Time Sliding Mode Observer in Networked Control System[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年

7 ;State feedback control for networked control systems based on state observer[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

8 ;Reliable output feedback control for systems with control input delay and stochastic actuator failure[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

9 ;Fault Tolerant Control for Quantized Feedback Control Systems[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

10 ;Approximate Optimal PD Disturbances Rejection Control of Nonlinear Systems Based on Dynamic Compensation[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 李高云;大型船舶航向/航迹智能容错控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 于秀娟;加工过程的质量异常预测与诊断方法研究[D];吉林大学;2011年

3 陈文清;基于免疫机理的水泥生产工艺故障智能诊断方法研究[D];华中科技大学;2011年

4 万雄波;不完整量测下网络化系统故障检测与控制[D];华中科技大学;2011年

5 张捷;网络控制系统的故障检测与诊断技术[D];南京理工大学;2010年

6 邱丽;基于Markov跳变理论的网络控制系统研究[D];华南理工大学;2011年

7 高守婉;具有随机时滞与丢包的网络控制系统分析与设计研究[D];中国海洋大学;2011年

8 袁侃;复杂系统的故障诊断及容错控制研究[D];南京航空航天大学;2010年

9 吴娟;自主式水下机器人推进器与传感器多故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

10 刘一莎;几类随机非线性时滞系统的可靠控制和滤波[D];大连理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张显;时滞系统的故障诊断方法研究[D];中国海洋大学;2010年

2 郭玉明;不确定系统的容错控制与滤波研究[D];河北科技大学;2010年

3 解建萍;基于广义预测控制算法的网络控制系统研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

4 曹慧超;具有时延和丢包的线性NCS时滞依赖鲁棒容错控制研究[D];兰州理工大学;2011年

5 王艳飞;基于状态多时延模型的NCS时滞依赖鲁棒容错控制研究[D];兰州理工大学;2011年

6 廖凯;基于延时预估的网络控制系统预测控制[D];中南大学;2011年

7 姜碧波;基于数据挖掘的故障诊断方法研究[D];天津理工大学;2011年

8 张威;Delta算子不确定系统的混合H_2/H_∞容错控制研究[D];郑州大学;2011年

9 鞠增伟;网络控制系统的两步变换与多速率控制[D];华东交通大学;2009年

10 马海龙;复杂机电设备微弱特征提取与早期故障诊断方法研究[D];北京工业大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郑德忠,何乐,周浔,张庆伟,王栋军;基于Fuzzy理论的供热管网故障诊断系统的研究[J];传感技术学报;2003年03期

2 赵军,金刚;一类不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制[J];东北大学学报;2004年03期

3 刘满,井元伟,张嗣瀛;Delta算子系统D稳定鲁棒容错控制[J];东北大学学报;2004年08期

4 贾明兴,王福利,何大阔;基于RBF神经网络的传感器非线性故障鲁棒诊断[J];东北大学学报;2004年08期

5 王占山,张化光;故障估计的自适应观测器设计[J];东北大学学报;2005年01期

6 陈伟;瞿文龙;陆海峰;;一种基于MRAS的异步电机速度辨识方法[J];电工电能新技术;2006年02期

7 张兰红,胡育文,黄文新;三相变频驱动系统中逆变器的故障诊断与容错技术[J];电工技术学报;2004年12期

8 樊卫华,蔡骅,陈庆伟,胡维礼;基于异步动态系统的网络控制系统建模[J];东南大学学报(自然科学版);2003年02期

9 朱其新,胡寿松,侯霞;长时滞网络控制系统的随机稳定性研究[J];东南大学学报(自然科学版);2003年03期

10 李卫琪,陈宗基;飞机俯仰速率信号重构方法研究[J];飞行力学;2004年02期

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 徐德友;粗集信息分析在故障诊断中的应用及自修复飞行控制系统效能评估[D];南京航空航天大学;2002年

2 张登峰;动态系统的故障检测与诊断研究[D];南京理工大学;2003年

3 朱其新;网络控制系统的建模、分析与控制[D];南京航空航天大学;2003年

4 樊卫华;网络控制系统的建模与控制[D];南京理工大学;2004年

5 李立京;电梯综合测试系统与故障诊断技术的研究[D];天津大学;2002年

6 朱张青;动态系统的鲁棒故障检测与诊断技术[D];南京理工大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 薛松;低速磁浮列车悬浮系统的故障诊断与容错控制技术研究[D];国防科学技术大学;2007年

2 熊瑞庭;基于模糊神经网络的电梯故障诊断系统的研究[D];武汉理工大学;2009年

《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
京ICP证040441号
互联网出版许可证 新出网证（京）字008号
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号

订购热线：400-819-9993 010-62982499
服务热线：010-62985026 010-62791813
在线咨询：
传真：010-62780361
京公网安备11010802020475号

  本文关键词：时延系统故障诊断及容错控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：235525