复杂条件下的网络化控制系统故障检测技术

目前国内外关于网络化控制系统故障检测方法的研究尚处于初步阶段：针对单一网络因素的研究较多，而适应于多种网络因素共存情况的研究较少；通过设计故障检测系统来克服网络影响的研究较多，而通过网络调度策略来提高故障检测性能的研究较少；在集中式结构下的研究较多，在分布式结构下的研究较少。针对上述问题，本项目拟研究复杂条件下的网络化控制系统故障检测技术，包括：（1）适应于网络诱导时延、丢包、传输错误等多种网络因素共存情况的鲁棒故障检测方法；（2）网络调度策略与故障检测系统的联合设计方法；（3）适应于分布式网络化控制系统的分布式故障检测方法。

课题研究了复杂条件下的网络化控制系统（NCS）故障检测的相关问题，取得了以下成果：(1)提出了两种基于Polytopic不确定性和未知输入模型的NCS故障检测方法；(2)研究了NCS故障检测系统集成设计方法，分别提出了能量有界干扰和功率有界干扰下的线性离散时变系统的故障检测系统集成设计方法，然后以此为基础，提出了一种基于多残差的NCS故障检测系统集成设计方法；(3)提出了两种基于马尔科夫跳变线性系统（MJLS）的网络化系统状态估计方法，包括一种基于MJLS建模和扩展IMM(Interacting Multiple Models)的网络化系统状态估计方法，以及一种带量化测量的MJLS状态估计方法，为基于状态估计的NCS故障检测提供了基础；(4)提出了一种基于平均鲁棒性能指标的NCS调度策略和故障检测系统联合最优设计方法；(5)研究了NCS的闭环辨识问题，给出了为保证NCS闭环数据集信息充足、网络传输和控制器所应该满足的条件，并且可以通过一个可调参数在对网络传输的要求和对控制器的要求之间进行折中，为基于闭环辨识的NCS故障检测系统设计及其和调度策略的联合设计提供了关键基础；(6)研究了基于定量模型的分布式系统滤波和故障诊断方法，提出了一种考虑一致跟踪误差的传感器网络分布式H无穷滤波方法，和一种针对多智能体系统的执行器故障诊断和容错控制方法；(7) 研究了基于定性模型的分布式系统故障诊断方法，提出了一种基于代码书的、针对网络化电力二次系统的分布式故障诊断方法，和一种全局定性和局部定量模型相结合的复杂系统混合故障诊断方法。发表或被录用论文20篇，其中3篇被SCI收录，6篇为SCI源刊杂志文章。