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时延不确定网络控制系统的容错控制研究

作　者: 刘娇
导　师: 赵越岭
学　校: 辽宁工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 网络控制系统不确定时延故障诊断容错控制神经网络
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 32次
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内容摘要

网络控制系统是计算机技术和网络技术向控制科学领域延伸和发展以及控制系统向网络化发展的体现，不仅给控制科学的发展带来新的机遇与挑战，而且对通信网络的推广运用做出了贡献。在实践中，对控制系统的可靠性和安全性要求非常高，当系统中发生故障不能及时排除就有可能造成巨大的损失。因此，对网络控制系统的故障研究具有重要的现实意义。本文在研读国内外大量文献综述的基础上，以具有不确定时延的网络控制系统为对象，对传感器或执行器部件可能出现的故障进行了研究。针对一类具有不确定时延的网络控制系统，通过模型离散化将时延不确定性问题转化为参数不确定性问题。基于李亚普诺夫稳定性分析给出系统渐进稳定的充分条件，设计状态反馈控制器并利用MATLAB解线性矩阵不等式得出反馈增益。在传感器完全失效故障情况下进行了数值仿真，结果表明容错控制方法的有效性。针对一类具有不确定时延的多输入多输出网络控制系统，分析三种不同的执行器故障，进行故障建模，提出基于径向基神经网络的容错控制方法。通过在线估计时延将系统建模为随机切换系统，设计径向基神经网络补偿容错控制器。并利用李亚普诺夫稳定性理论给出补偿器的在线权值学习算法。基于TrueTime2.0工具箱搭建控制系统仿真平台，以CAN总线为例分析系统执行器卡死故障下的曲线跟踪，仿真结果表明，系统加入神经网络补偿器后，执行器故障时曲线跟踪性能良好，且能保持一致渐进稳定。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 研究目的与意义  8
  1.2 NCS 概述  8-11
    1.2.1 NCS 的提出  8-9
    1.2.2 NCS 的基本问题  9-11
  1.3 故障诊断与容错控制综述  11-13
    1.3.1 故障诊断技术的发展  11
    1.3.2 故障诊断技术的分类  11-12
    1.3.3 容错控制研究概况  12
    1.3.4 容错控制分类  12-13
  1.4 本课题国内外研究现状  13-14
  1.5 本文主要内容与安排  14-16
2 预备知识  16-25
  2.1 引言  16
  2.2 不确定时延分析  16-19
  2.3 径向基神经网络基本知识  19-23
    2.3.1 RBF 神经网络学习算法  20-21
    2.3.2 非线性函数逼近仿真  21-23
  2.4 相关引理  23-24
  2.5 本章小结  24-25
3 不确定时延网络控制系统容错控制  25-34
  3.1 引言  25
  3.2 系统描述  25-32
    3.2.1 时延不确定网络控制系统离散模型  25-26
    3.2.2 传感器故障下容错控制  26-29
    3.2.3 执行器故障下容错控制  29-32
  3.3 仿真分析  32-33
  3.4 本章小结  33-34
4 不确定时延网络控制系统神经网络容错控制  34-47
  4.1 引言  34
  4.2 系统描述  34-37
  4.3 时延估计器设计  37-39
  4.4 神经网络补偿控制器设计  39-43
  4.5 仿真分析  43-46
  4.6 本章小结  46-47
5 基于 TrurTime2.0 的神经网络容错控制实例仿真  47-54
  5.1 TrueTime2.0 工具箱简介  47-48
  5.2 神经网络补偿器容错控制仿真  48-53
  5.3 本章小结  53-54
6 结论  54-55
参考文献  55-57
攻读硕士期间发表学术论文情况  57-58
致谢  58

时延不确定网络控制系统的容错控制研究

内容摘要

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