具有markov跳變特性的系統(tǒng)故障檢測

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1、碩士學(xué)位論文題目:具有Markov跳變特性的系統(tǒng)故障檢測研究生郭闖專業(yè)控制工程指導(dǎo)教師陳云教授完成日期2016年3月杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文具有Markov跳變特性的系統(tǒng)故障檢測研究生：郭闖指導(dǎo)教師：陳云教授2016年03月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterFaultdetectionofsystemswithMarkovJumpfactorsCandidate:GuoChuangSupervisor:Prof.ChenYunMarch,2016杭州電子科技大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)

2、性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所?。崳姷玫某晒菊?。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要責(zé)獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。一申請學(xué)位論文與資料若有不實(shí)么處，本人承擔(dān)切相關(guān)責(zé)任。／：論文作者簽名：卻巧日期年如多日學(xué)位論文使用授權(quán)說明：本人完全了解杭州電子科技大學(xué)關(guān)于保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即研巧生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬杭州電子科技大學(xué)，發(fā)表論。本人保證畢業(yè)離校后文或使用論文工

3、作成果時署名單位仍然為杭州電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)１＾允許采用影印、印件，允許查閱和借閱論文，可；學(xué)?？晒颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容縮印或其它復(fù)制手段保存論文。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）、Ｉ：論文作者簽名：到日期＞乂年３月／矣日指導(dǎo)教師簽名：ａ＾日期：＞１《年３月３文日杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要故障檢測是解決故障問題過程中的基礎(chǔ)也是重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過眾多學(xué)者的努力，近年來基于數(shù)學(xué)模型的故障檢測獲得長足發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)在無線傳輸和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用日趨廣泛，由其產(chǎn)生的諸如時延、丟包和量化等誘導(dǎo)因素為故障檢測帶來新的問題和困難。同時，包括復(fù)

4、雜動力系統(tǒng)子系統(tǒng)之間的切換、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的丟包等在內(nèi)的現(xiàn)象，都可以用Markov隨機(jī)過程描述。以上因素形成的特殊問題要求，必須研究針對此類系統(tǒng)的行之有效的方法。基于以上考慮，本文嘗試研究幾類具有Markov特性的系統(tǒng)故障檢測。故障濾波模型主要采用基于龍貝格觀測器的濾波器和全階狀態(tài)濾波器，使用H∞性能指標(biāo)，故障信息則以構(gòu)造殘差為橋梁獲得，利用凸優(yōu)化方法進(jìn)行故障濾波器設(shè)計。本文首先針對子系統(tǒng)之間依照Markov鏈跳變的混雜系統(tǒng)構(gòu)造一類考慮動態(tài)殘差的自適應(yīng)濾波器，其中涉及到時延、系統(tǒng)參數(shù)不確定性等復(fù)雜因素。構(gòu)造基于自適應(yīng)觀測器的殘差系統(tǒng)，通過分析系統(tǒng)殘差和干擾之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，得出反映

5、具有特定形狀和幅值故障數(shù)學(xué)指標(biāo)。利用H∞濾波和相應(yīng)的LMI技術(shù)，得到系統(tǒng)穩(wěn)定和性能指標(biāo)的充分條件，進(jìn)而達(dá)到檢測故障的目的。不同于第一部分針對系統(tǒng)參數(shù)按Markov鏈跳變的情形，之后兩部分考慮到具有Markov丟包的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)故障檢測。首先針對信道限制問題，考慮Markov丟包和信道限制對濾波器輸入造成的影響。然后采用全階狀態(tài)濾波器，并基于Lyapunov方法，得到濾波器存在的充分條件，由此檢測故障的發(fā)生與否，并用數(shù)值例子驗(yàn)證算法。鑒于對Markov丟包和傳感器輸出量化同時存在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測的研究還很少，本文進(jìn)一步考慮丟包用Markov鏈描述，同時采用對數(shù)量化的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)

6、，通過H∞濾波得到濾波器未知參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到檢測故障的目的，并用數(shù)值算例進(jìn)行驗(yàn)證。關(guān)關(guān)關(guān)鍵鍵鍵詞詞詞：故障檢測，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，Markov跳變，龍貝格觀測器，H∞濾波，丟包，量化.I杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTFaultdetection(FD)istheessentialandfundamentalproblemforpracticalsystems.FDbasedonmodelhasbeeninvestigateddeeplyinthepastyears.Networkedcontrolsystems(NC-Ss)arewidelyusedinwirelessco

7、mmunicationandinternet,thustimedelays,datadropoutandquantization,whicharefrequentlyencounteredinNCSs,resultinnewproblemsandchallengesinFD.Meanwhile,aseriesofphenomenaincludingswitchingamongsubsystemsandnetworkpacketlossofNCSscanbedescribedbyM