基于跨层设计的网络化系统故障检测方法研究

本项目以网络化系统（可分为应用层与通讯层）为研究对象，综合运用故障诊断与通讯理论，开展基于跨层设计的网络化系统故障检测方法研究。针对网络中量化、误码、数据丢失和传输延迟现象，运用鲁棒、随机系统等理论，分析其对故障检测的影响，提出基于网络服务质量（QoS）的残差生成与评价的集成优化方法，为应用层设计奠定基础；借助等价空间形式等，掌握系统输出传输次序与故障检测性能的关系，探讨量化与编码优化方法，提出TDMA-like调度策略，满足故障诊断对QoS的要求，为通讯层设计奠定基础；利用周期系统、马尔可夫跳跃系统理论等建立应用层与通讯层跨层统一模型，基于采样系统理论探索QoS、系统采样频率和故障检测性能之间关系，提出网络化系统故障检测的跨层优化方法，实现故障诊断与量化、编码、调度策略的协同设计。研究成果可提高网络化系统运行的安全性与可靠性，为具有网络化特征的自动化系统故障检测提供解决模式。

本项目以网络化系统为研究对象，综合运用故障诊断与通讯理论，开展了基于跨层设计的网络化系统故障检测方法研究。针对网络中量化、误码、数据丢失和传输延迟现象，运用鲁棒、随机系统等理论，建立了其数学模型，分析了其对故障检测的影响，提出了基于网络服务质量（QoS）的残差生成与评价的集成优化方法；通过分析系统输出传输次序与故障检测性能的关系，设计了量化与编码优化方法，提出了网络化传输协议，满足故障诊断对QoS的要求，建立了传输协议与故障检测的统一模型，提出了网络化系统故障检测的跨层优化方法，实现了故障诊断与量化、编码、调度策略的协同设计。