[發(fā)明專利]一種基于最優(yōu)可變階觀測(cè)器的多車跟蹤系統(tǒng)故障檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210418435.2
• 申請(qǐng)日: 2022-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114740826B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱愛(ài)兵;吳勁松;姜旭;瞿遂春;王勝鋒;彭家浩;李雪;馬晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張俊俊

本發(fā)明提供了一種基于最優(yōu)可變階觀測(cè)器的多車跟蹤系統(tǒng)故障檢測(cè)方法，屬于故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。解決了事件觸發(fā)下觀測(cè)器殘差對(duì)系統(tǒng)故障靈敏性不高的問(wèn)題。其技術(shù)方案為：通過(guò)事件觸發(fā)機(jī)制減少系統(tǒng)非必要的通訊傳輸，設(shè)計(jì)可變階觀測(cè)器用于殘差生成，并求解性能指標(biāo)獲得最優(yōu)后置濾波器來(lái)增強(qiáng)殘差對(duì)擾動(dòng)的魯棒性和對(duì)故障的靈敏性，最后采用基于中心對(duì)稱多胞體的方法設(shè)計(jì)出故障決策邏輯。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明能在自適應(yīng)混合事件觸發(fā)機(jī)制下，有效降低多車跟蹤系統(tǒng)非必要網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致的損耗，并在可變階觀測(cè)器提升觀測(cè)階次靈活性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了殘差對(duì)未知擾動(dòng)具有魯棒性和對(duì)故障具有靈敏性的權(quán)衡，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)多車跟蹤系統(tǒng)的最優(yōu)故障檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于最優(yōu)可變階觀測(cè)器的多車跟蹤系統(tǒng)故障檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

汽車的車機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷升級(jí)，促使了自動(dòng)駕駛技術(shù)的迅猛發(fā)展，而多車跟蹤系統(tǒng)作為自動(dòng)駕駛技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，其安全性問(wèn)題理應(yīng)得到重視。因?yàn)橐坏┒嘬嚫櫹到y(tǒng)發(fā)生故障，將導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至威脅到駕乘人員的生命安全。

多車跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中需要傳輸大量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)定周期的傳輸機(jī)制會(huì)造成大量冗余信息，進(jìn)而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的非必要損耗，為避免這一現(xiàn)象，現(xiàn)流行的事件觸發(fā)機(jī)制應(yīng)運(yùn)而生。此外，在通過(guò)構(gòu)建殘差來(lái)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)是否存在故障的方法中，具有在線故障檢測(cè)能力且階次靈活的診斷觀測(cè)器，因其參數(shù)矩陣需滿足Luenberger條件而未得到推廣，并且現(xiàn)有殘差對(duì)擾動(dòng)的魯棒性和對(duì)故障的靈敏性可進(jìn)一步提高。因此，針對(duì)多車跟蹤系統(tǒng)，開(kāi)展基于最優(yōu)可變階觀測(cè)器的故障檢測(cè)方法研究具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。

隨著多車跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展，一種基于最優(yōu)可變階觀測(cè)器的多車跟蹤系統(tǒng)故障檢測(cè)方法被提出用于解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于最優(yōu)可變階觀測(cè)器的多車跟蹤系統(tǒng)故障檢測(cè)方法，能在自適應(yīng)混合事件觸發(fā)機(jī)制下，有效降低多車跟蹤系統(tǒng)非必要網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致的損耗，并在可變階觀測(cè)器提升觀測(cè)階次靈活性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了殘差對(duì)未知擾動(dòng)具有魯棒性和對(duì)故障具有靈敏性的權(quán)衡，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)多車跟蹤系統(tǒng)的最優(yōu)故障檢測(cè)。

本發(fā)明的發(fā)明思想為：首先，構(gòu)造包含未知擾動(dòng)、傳感器測(cè)量噪聲和控制器故障的多車跟蹤系統(tǒng)模型；其次，為實(shí)現(xiàn)有限網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用，設(shè)計(jì)自適應(yīng)混合事件觸發(fā)機(jī)制來(lái)約束數(shù)據(jù)傳輸；接著，構(gòu)建數(shù)值與代數(shù)結(jié)合型的可變階觀測(cè)器參數(shù)矩陣生成算法，并通過(guò)設(shè)計(jì)和求解以最優(yōu)后置濾波器為目標(biāo)的性能權(quán)衡指標(biāo)來(lái)增強(qiáng)生成殘差對(duì)故障的靈敏性和對(duì)未知擾動(dòng)的魯棒性；然后，構(gòu)建在無(wú)故障時(shí)的誤差動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，并依據(jù)殘差各組成成分對(duì)應(yīng)的中心對(duì)稱多胞體得出受降階算子階次約束的殘差中心對(duì)稱多胞體；最后，根據(jù)殘差中心對(duì)稱多胞體對(duì)應(yīng)的上下界設(shè)定殘差閾值，以增強(qiáng)基于中心對(duì)稱多胞體故障檢測(cè)算法的實(shí)用性，從而確保多車跟蹤系統(tǒng)中的故障能被及時(shí)的檢測(cè)出來(lái)；該方法能在自適應(yīng)混合事件觸發(fā)機(jī)制下，有效降低多車跟蹤系統(tǒng)非必要網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致的損耗，并在可變階觀測(cè)器的提升觀測(cè)階次靈活性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了殘差對(duì)未知擾動(dòng)具有魯棒性和對(duì)故障具有靈敏性的權(quán)衡，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)多車跟蹤系統(tǒng)的最優(yōu)故障檢測(cè)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案具體為：一種基于最優(yōu)可變階觀測(cè)器的多車跟蹤系統(tǒng)故障檢測(cè)方法，具體包括以下步驟：

a.構(gòu)造包含未知擾動(dòng)、傳感器測(cè)量噪聲和控制器故障的多車跟蹤系統(tǒng)模型；

b.為實(shí)現(xiàn)有限網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用，設(shè)計(jì)自適應(yīng)混合事件觸發(fā)機(jī)制來(lái)約束數(shù)據(jù)傳輸；

c.構(gòu)建數(shù)值與代數(shù)結(jié)合型的可變階觀測(cè)器參數(shù)矩陣生成算法，并通過(guò)設(shè)計(jì)和求解以最優(yōu)后置濾波器為目標(biāo)的性能權(quán)衡指標(biāo)來(lái)增強(qiáng)生成殘差對(duì)故障的靈敏性和對(duì)未知擾動(dòng)的魯棒性；

d.構(gòu)建在無(wú)故障時(shí)的誤差動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，并依據(jù)殘差各組成成分對(duì)應(yīng)的中心對(duì)稱多胞體得出受降階算子階次約束的殘差中心對(duì)稱多胞體；