[發明專利]一種非線性網絡控制系統的故障診斷方法

有效

• 申請號: 201410166169.4
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103941725B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 徐啟華;孟嬌;韓磊;劉瑞明;肖曉;張敏
• 申請（專利權）人: 淮海工學院
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所32255
• 代理人: 王彥明

1.一種非線性網絡控制系統的故障診斷方法，其技術特征在于，包括如下步驟：

步驟一：建立非線性網絡控制系統的離散模型，該離散模型能夠體現非線性網絡控制系統的狀態時滯和離散模型自身的不確定性特點；

步驟二：針對步驟一中的離散模型，建立用于檢測具有數據丟包的非線性網絡控制系統的魯棒故障檢測濾波器；

步驟三：根據步驟一中的離散模型，設置增廣向量，結合增廣向量和離散模型得到殘差動態系統，利用Lyapunov穩定性理論生成殘差動態系統的均方穩定條件；

步驟四：根據殘差動態系統的均方穩定條件，得到魯棒故障檢測濾波器的增益矩陣L和殘差權重矩陣R；

步驟五：根據所得的增益矩陣L和殘差權重矩陣R的結果，得到系統的殘差曲線圖，通過系統的殘差曲線圖判斷非線性網絡控制系統是否發生了故障；

其中，步驟一中所述的非線性網絡控制系統的離散模型如下：

其中，x_k是系統的狀態量，y_k是系統的輸出量，u_k是控制器的輸入量，w_k是系統的范數有界干擾信號，f_k是系統需要檢測的故障信號，A、B、C、D₀、F₀、G是適度維數的常數矩陣，ΔA代表網絡控制系統的模型不確定性，D_dx_k-d是狀態時滯的體現，是具有扇形邊界[T₁，T₂]的非線性函數，且滿足

步驟二中所述的魯棒故障檢測濾波器如下：

xk+1^=Axk^+Buk^+L(yk‾-αCxk^)rk=R(yk‾-αCxk^)]]>

其中，r_k為系統的殘差，L為魯棒故障檢測濾波器的增益矩陣，R為殘差權重矩陣，α表示丟包率的大小；

所述的步驟三包括如下步驟：

1)設置增廣向量

ζ_k＝[e_k，x_k]^T、v_k＝[w_k，f_k]^T

又加之

u_k＝Kx_k

其中，KK可以是任意取值的，取K＝[0.8006 0.192]，得到殘差動態系統如下：

其中，

且I_k是一個實不確定矩陣，滿足ΔA＝MI_kN，

結合所述的離散模型得到殘差動態系統；

2)選取合適的Lyapunov函數，Lyapunov函數為

V(ξk)=ξkTSξk+Σi=k-dk-1ξiTZTTZξi]]>

其中Z＝[0 I]，ξ_k為非零向量，S、T為適維的正定矩陣；

3)根據Lyapunov函數得到殘差動態系統的均方穩定條件。