網絡化控制系統(tǒng)故障診斷與容錯控制

前言

網絡化控制系統(tǒng)是以網絡為傳輸介質實現(xiàn)信息共享與傳輸?shù)姆答伩刂葡到y(tǒng)。網絡化控制系統(tǒng)作為多個學科的交叉學科，涉及內容相當廣泛，分析的對象不再是孤立的控制過程，而是整個網絡化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、調度管理和魯棒性等問題。由于網絡數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膹碗s性，在工程實踐中，網絡化控制系統(tǒng)對安全性、可靠性的要求很高，系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，那么它帶來的危害則是難以估計的，所以網絡化控制系統(tǒng)故障診斷與容錯控制是一個具有理論和現(xiàn)實意義的研究課題。本書基于兼顧控制性能質量（Quality of Performance，簡稱QOP）和網絡服務質量（Quality OI Service，簡稱QOS）的思想，提出了若干新的理論與方法，為網絡化控制系統(tǒng)故障診斷與容錯控制的研究提供了新的途徑。本書主要內容如下?；贖控制理論，研究了具有隨機時延網絡化控制系統(tǒng)的魯棒故障診斷問題，以殘差對擾動信號的zz增益體現(xiàn)其對擾動的魯棒性，而以其對故障信號的l2增益表示殘差對故障的靈敏度，給出了基于狀態(tài)觀測器的網絡化控制系統(tǒng)魯棒故障診斷線性矩陣不等式設計方法。

內容概要

本書基于兼顧控制性能質量和網絡服務質量的思想，介紹了網絡控制系統(tǒng)故障診斷與容錯控制的基本原理，研究了具有隨機時延網絡化控制系統(tǒng)的魯棒故障診斷問題，給出了網絡化控制系統(tǒng)魯棒故障診斷線性矩陣不等式設計方法；針對網絡化控制系統(tǒng)的隨機時延、數(shù)據(jù)包丟失、通信約束、信息調度、異步采樣周期等問題，研究了網絡化控制系統(tǒng)魯棒容錯控制問題。本書提出了若干新的理論和方法，為網絡化控制系統(tǒng)故障診斷和容錯控制的研究提供了新的途徑。    本書主要供從事網絡化控制系統(tǒng)研究的科研人員參考，也可作為高等學校相關專業(yè)的教授、研究生的參考書。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  引言  1.2  網絡化控制系統(tǒng)概述  1.3  故障診斷概述  1.4  容錯控制概述  1.5  本章小結第2章  網絡化控制系統(tǒng)故障診斷研究  2.1  引言  2.2  NCS魯棒故障診斷LMI方法  2.3  具有隨機時延NCS魯棒H∞濾波器設計  2.4  本章小結第3章  具有通信約束NCS容錯控制研究  3.1  引言  3.2  有效閾值的定義  3.3  具有通信約束NCS完整性設計  3.4  具有通信約束NCS魯棒容錯控制  3.5  本章小結第4章  具有數(shù)據(jù)包丟失NCS魯棒容錯控制研究  4.1  引言  4.2  單包傳輸NCS容錯控制(單邊網絡)  4.3  單包傳輸NCS容錯控制(雙邊網絡)  4.4  多包傳輸NCS容錯控制  4.5  本章小結第5章  基于信息調度NCS容錯控制研究  5.1  引言  5.2  基于信息調度NCS容錯控制  5.3  基于信息調度NCS魯棒穩(wěn)定性研究  5.4  本章小結第6章  基于調度與控制協(xié)同設計NCS魯棒容錯控制  6.1  引言  6.2  網絡化控制系統(tǒng)建模  6.3  NCS容錯控制器設計  6.4  NCS實時調度  6.5  仿真分析  6.6  本章小結第7章  基于T—S模糊模型網絡化控制系統(tǒng)完整性設計  7.1  引言  7.2  基于T—S模糊模型NCS容錯控制設計  7.3  基于T—S模糊模型NCS魯棒容錯控制設計  7.4  本章小結第8章  具有隨機時延的網絡化控制系統(tǒng)容錯控制  8.1  引言  8.2  具有隨機時延NCS的建模  8.3  具有隨機時延NCS的容錯控制  8.4  仿真分析  8.5  本章小結第9章  具有異步采樣周期的NCS容錯控制  9.1  引言  9.2  具有異步采樣周期NCS的建模  9.3  具有異步采樣周期NCS的完整性設計  9.4  本章小結參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：故障診斷技術（FaultDiagnosis。簡稱FD）始于機械設備故障診斷方面，其全名是狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷。它包含兩方面內容：一是對設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測；二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對設備的故障進行分析、診斷。設備故障診斷是隨設備管理和設備維修發(fā)展起來的。美國是最早開展故障診斷技術研究的國家，由于自1961年開始執(zhí)行阿波羅計劃后，出現(xiàn)了一系列因設備故障造成的事故。1967年在美國宇航局倡導下，由美國海軍研究室主持成立了美國機械故障預防小組，并積極從事技術診斷的開發(fā)。目前，美國在航空、航天、軍事、核能等尖端領域的診斷技術研究水平仍處于世界領先地位。英國在20世紀60～70年代，以Collacott為首的英國機器保健和狀態(tài)監(jiān)測協(xié)會最先開始研究故障診斷技術。英國在摩擦磨損、汽車和飛機發(fā)電機監(jiān)測和診斷方面具有領先地位。日本的新日鐵自1971年開發(fā)診斷技術，1976年達到實用化。日本的診斷技術在鋼鐵、化工和鐵路等部門處領先地位。我國在故障診斷技術方面起步較晚，1979年才初步接觸設備診斷技術。目前我國的診斷技術在化工、冶金、電力等行業(yè)應用較好。故障診斷技術經過30多年的研究與發(fā)展，已應用于飛機自動駕駛、人造衛(wèi)星、航天飛機、核反應堆、汽輪發(fā)電機組、大型電網系統(tǒng)、石油化工過程和設備、飛機和船舶發(fā)動機、汽車、冶金設備、礦山設備和機床等領域。一般而言，動態(tài)系統(tǒng)中故障的發(fā)生部位、時間特性、發(fā)生形式呈現(xiàn)出多樣化。按照發(fā)生部位的不同故障可分為以下幾類。（1）元部件故障，指被控對象中的某些元部件、甚至是子系統(tǒng)發(fā)生異常，使得整個系統(tǒng)不能正常完成既定的功能。（2）傳感器故障，指控制回路中用于檢測被測量的傳感器發(fā)生卡死、恒增益變化或恒偏差、時變偏差等變化而不能準確獲取被測量信息，具體表現(xiàn)為對象變量的測量值與其實際值之間的差別。（3）執(zhí)行器故障，指控制回路中用于執(zhí)行控制命令的執(zhí)行器發(fā)生卡  死、恒增益變化或恒偏差、時變偏差等變化而不能正確執(zhí)行控制命令，具  體表現(xiàn)為執(zhí)行器的輸入命令和它的實際輸出之間的差別。

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《網絡化控制系統(tǒng)故障診斷與容錯控制》由中國水利水電出版社出版。

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