本文關(guān)鍵詞：基于Delta算子網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測和容錯控制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control Systems,簡稱NCS)是以網(wǎng)絡(luò)為傳輸介質(zhì)實現(xiàn)信息共享與傳輸?shù)姆答伩刂葡到y(tǒng)。Delta算子方法作為離散控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)的統(tǒng)一描述形式,可以很好地應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測和容錯控制中。與傳統(tǒng)離散化的移位算子方法比較而言,Delta算子可以更好地解決傳統(tǒng)移位算子在高頻率采樣情況下引起的一些數(shù)值不穩(wěn)定和殘差變大等問題。本文主要研究了基于Delta算子網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測和容錯控制問題,使Delta算子在故障檢測和容錯控制的研究中更具有理論意義和學(xué)術(shù)價值。本文主要開展了以下研究工作:1)研究了基于Delta算子的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障診斷問題,給出了基于Delta算子網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測濾波器的設(shè)計方法。一方面,將存在隨機時延和范數(shù)有界的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測濾波器的設(shè)計問題歸結(jié)為求解H?濾波器問題;另一方面通過建立李雅普諾夫函數(shù)(Lyapunov function),并且利用線性矩陣不等式(Linear Matrix Inequalities,簡稱LMI)進行轉(zhuǎn)化,求出H?濾波器的最優(yōu)解。該解不僅能保證范數(shù)有界輸入和隨機時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的魯棒性能,還可以保障殘差對故障信號的靈敏度。最后通過數(shù)據(jù)仿真表明了此方法的有效性。2)研究了基于Delta算子不確定時延的容錯控制問題,給出Delta算子描述的具有不確定時延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模型。在傳感器或者執(zhí)行器發(fā)生部分失效的情況下,根據(jù)容錯控制器的設(shè)計理論并運用李雅普諾夫函數(shù)與線性矩陣不等式相結(jié)合的方法,設(shè)計出系統(tǒng)的容錯控制器控制器。實驗表明該容錯控制器能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。3)研究了基于Delta算子數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)容錯控制問題,建立了Delta算子描述的具有數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。在存在數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)傳感器和執(zhí)行器部分失效的情況下,運用李雅普諾夫函數(shù)和線性矩陣不等式的方法,設(shè)計出閉環(huán)反饋容錯控制器,使閉環(huán)系統(tǒng)能夠保持穩(wěn)定。并通過仿真實驗表明了該方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：Delta算子 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 故障檢測 容錯控制 時延 丟包
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 論文的研究背景及意義9-11
• 1.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)概述11-13
• 1.2.1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)11-12
• 1.2.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基本問題12-13
• 1.3 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測概述13-15
• 1.3.1 故障檢測技術(shù)14
• 1.3.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測研究進展14-15
• 1.4 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)容錯控制概述15-16
• 1.4.1 容錯控制技術(shù)15-16
• 1.4.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)容錯控制研究進展16
• 1.5 Delta算子在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測和容錯控制中的應(yīng)用16-17
• 1.6 論文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 預(yù)備知識19-29
• 2.1 Delta算子知識19-21
• 2.1.1 Delta算子定義19
• 2.1.2 Delta變換的定義19-20
• 2.1.3 Delta算子特點20-21
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測和容錯控制知識21-26
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測21-24
• 2.2.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)容錯控制24-26
• 2.3 線性矩陣不等式理論基礎(chǔ)26-27
• 2.3.1 線性矩陣不等式的典型結(jié)構(gòu)26
• 2.3.2 可轉(zhuǎn)化為線性矩陣不等式的問題26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 基于Delta算子隨機時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測研究29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 基于Delta算子網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模及問題描述29-34
• 3.2.1 隨機時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模29-30
• 3.2.2 基于狀態(tài)觀測器的故障檢測問題30-32
• 3.2.3 基于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障檢測問題32-34
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測的LMI方法34-35
• 3.4 仿真分析35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第4章 基于Delta算子不確定時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的容錯控制研究39-52
• 4.1 引言39
• 4.2 基于Delta算子不確定時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模及問題描述39-47
• 4.2.1 不確定時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模39-41
• 4.2.2 傳感器故障下的容錯控制問題41-44
• 4.2.3 執(zhí)行器故障下的容錯控制問題44-47
• 4.3 仿真分析47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-52
• 第5章 基于Delta算子數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的容錯控制研究52-65
• 5.1 引言52-53
• 5.2 基于Delta算子單包傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的容錯控制53-63
• 5.2.1 網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)建模53-55
• 5.2.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的完整性設(shè)計55-63
• 5.3 仿真分析63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文71-73
• 致謝73

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本文編號：344159