事件触发机制下非线性切换系统故障检测

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:heyouzhang034
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切换系统是由若干个子系统和一套切换规律所组成的,日常的生活及工业领域中,许多复杂的系统都可以建模为非线性切换系统来研究,如网络控制系统、电力系统、飞行器控制系统、机械系统等。本文的主要目的是以切换系统为分析对象,研究网络环境下设计合适的故障检测器来及时有效的将系统的故障检测出来。由于网络的引入,数据在网络环境下进行传输会存在如丢包、时延以及量化误差等现象,有时会严重影响系统的性能,因此在实际研究中需要考虑这些影响因素。网络的带宽是有限的,往往会出现网络堵塞和资源浪费等现象。事件触发机制的提出使得系统可以在保证一定性能和稳定性的前提下,减少传输数据包的数量,有效的缓解此问题。基于以上分析,本文首先对存在扇区非线性的离散切换系统进行建模,引入了事件触发器,通过在每个采样时刻处判断是否满足触发条件来减少数据的发包量,用滤波器模型设计了故障检测装置,同时考虑了事件触发所造成的滤波器和原切换系统的模态不匹配现象,建立了异步切换模型,借助李雅普诺夫函数法和平均驻留时间技术保证了系统是渐进稳定的及具备一定的性能条件。其次,本文在前一章节的基础上,依次加入了数据包丢失以及数据量化误差等现象,将网络丢包建模为伯努利随机过程,采用对数量化器来实现对数据的量化,同样设计了事件触发器和故障滤波器,建立了系统的异步切换模型,借助李雅普诺夫函数法、平均驻留时间法以及线性矩阵不等式技术,给出了系统保持稳定和具备一定性能的充分条件,并通过一个双模态切换系统的实例进行了仿真,验证了文中所提出定理的正确性。
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