[發明專利]一種分布式多智能體協同故障檢測方法、存儲介質及設備

有效

• 申請號: 202010121096.2
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111290277B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 李儼;尉越;田戴熒;齊竹云
• 申請（專利權）人: 鵬城實驗室
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 朱陽波;王永文

本發明公開了一種分布式多智能體協同故障檢測方法、存儲介質及設備，所述方法，構建多智能體系統故障檢測參考模型；針對所述多智能體系統故障檢測參考模型中的每個節點設計故障的自檢算法，獲得故障自檢結果；根據所述故障自檢結果對所述多智能體系統故障檢測參考模型進行校正，優化節點間的協同機制，構成協同檢測網絡；基于所述協同檢測網絡構建分布式殘差生成器，同時設計對應的門限函數對殘差進行評價，獲得故障互檢結果，結合所述故障自檢結果和所述故障互檢結果確認所述多智能體系統故障。本發明可實現在僅獲得鄰居相對輸出信息的情況下對多智能體協同故障進行檢測，其計算復雜度低且在保證檢測精度的同時可最大程度抑制干擾。

技術領域

本發明涉及多智能體控制技術領域，特別涉及一種分布式多智能體協同故障檢測方法、存儲介質及設備。

背景技術

近年來，多智能體系統正在向大規模、強耦合、高復雜度的方向上不斷發展，這給系統的安全性帶來了嚴峻的挑戰，也使得故障檢測成為多智能體系統應用過程中一個亟待解決的問題。然而，多智能體系統本身是一個復雜的分布式非線性自治系統，而且系統通常需要面對復雜的外部環境，如強電磁干擾，敵方有針對性的打擊與誘捕等，這些都會影響到故障算法的正常運行。另外，算法的正常運行還需要借助節點間的信息交互，而復雜受限的外部環境常導致節點的絕對輸出值無法獲得。例如，在復雜電磁干擾的戰場環境下，無人作戰單位之間的網絡通信受限，通常只能借助自身具有的傳感器測量鄰居的相對信息；另外，當無人設備執行室內任務時，由于GPS信號無法獲得，通常也只能借助車載傳感器測量節點間的相對位置及相對速度等信息。上述限制將會給多智能體系統的安全性帶來嚴峻挑戰，因此，如何設計對干擾具有強魯棒性的檢測算法，保證系統在復雜環境及相對輸出測量下依然能夠準確及時地檢測出故障，成為了一個亟待解決的科學問題。

在現有的故障檢測算法研究中，基于模型和基于知識的故障檢測方法是最為常用的兩類方法。得益于先進的系統和控制理論的應用，基于模型的故障檢測技術為研究高動態系統和控制回路中的故障檢測問題提供了一種高效而強大的工具。該類方法的核心思想是通過設計狀態觀測器估計系統的某一特征參數，同時借助參考輸入觀測誤差信號，并以此為依據檢測系統故障。文獻(Menon P P,Edwards C.Robust fault estimation usingrelative information in linear multi-agent networks[J].IEEE Transactions onAutomatic Control,2014,59(2):477-482)給出了一種利用滑模觀測器對多智能體系統進行故障檢測的方法。文章首先對多智能體系統模型進行投影與變換操作，使其生成的子系統滿足設計觀測器的條件；隨后，文章借助多智能體系統節點間的相關狀態信息設計了滑模觀測器，有效降低了觀測器對系統模型及實時通信數據的要求；最后，文章給出了誤差信號的構造方法，同時給出了故障信號的觀測模型，并通過邏輯分析對故障進行精確定位。