網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制

前言

網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)信息共享與傳輸?shù)姆答伩刂葡到y(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)作為多個(gè)學(xué)科的交叉學(xué)科，涉及內(nèi)容相當(dāng)廣泛，分析的對(duì)象不再是孤立的控制過(guò)程，而是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、調(diào)度管理和魯棒性等問(wèn)題。由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膹?fù)雜性，在工程實(shí)踐中，網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)對(duì)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(lái)的危害則是難以估計(jì)的，所以網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制是一個(gè)具有理論和現(xiàn)實(shí)意義的研究課題。本書(shū)基于兼顧控制性能質(zhì)量（Quality of Performance，簡(jiǎn)稱QOP）和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量（Quality OI Service，簡(jiǎn)稱QOS）的思想，提出了若干新的理論與方法，為網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制的研究提供了新的途徑。本書(shū)主要內(nèi)容如下?；贖控制理論，研究了具有隨機(jī)時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的魯棒故障診斷問(wèn)題，以殘差對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的zz增益體現(xiàn)其對(duì)擾動(dòng)的魯棒性，而以其對(duì)故障信號(hào)的l2增益表示殘差對(duì)故障的靈敏度，給出了基于狀態(tài)觀測(cè)器的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)魯棒故障診斷線性矩陣不等式設(shè)計(jì)方法。

內(nèi)容概要

本書(shū)基于兼顧控制性能質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的思想，介紹了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制的基本原理，研究了具有隨機(jī)時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的魯棒故障診斷問(wèn)題，給出了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)魯棒故障診斷線性矩陣不等式設(shè)計(jì)方法；針對(duì)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的隨機(jī)時(shí)延、數(shù)據(jù)包丟失、通信約束、信息調(diào)度、異步采樣周期等問(wèn)題，研究了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)魯棒容錯(cuò)控制問(wèn)題。本書(shū)提出了若干新的理論和方法，為網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)故障診斷和容錯(cuò)控制的研究提供了新的途徑。    本書(shū)主要供從事網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)研究的科研人員參考，也可作為高等學(xué)校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教授、研究生的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  引言  1.2  網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)概述  1.3  故障診斷概述  1.4  容錯(cuò)控制概述  1.5  本章小結(jié)第2章  網(wǎng)絡(luò)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(jī)時(shí)延NCS魯棒H∞濾波器設(shè)計(jì)  2.4  本章小結(jié)第3章  具有通信約束NCS容錯(cuò)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(shè)計(jì)  3.4  具有通信約束NCS魯棒容錯(cuò)控制  3.5  本章小結(jié)第4章  具有數(shù)據(jù)包丟失NCS魯棒容錯(cuò)控制研究  4.1  引言  4.2  單包傳輸NCS容錯(cuò)控制(單邊網(wǎng)絡(luò))  4.3  單包傳輸NCS容錯(cuò)控制(雙邊網(wǎng)絡(luò))  4.4  多包傳輸NCS容錯(cuò)控制  4.5  本章小結(jié)第5章  基于信息調(diào)度NCS容錯(cuò)控制研究  5.1  引言  5.2  基于信息調(diào)度NCS容錯(cuò)控制  5.3  基于信息調(diào)度NCS魯棒穩(wěn)定性研究  5.4  本章小結(jié)第6章  基于調(diào)度與控制協(xié)同設(shè)計(jì)NCS魯棒容錯(cuò)控制  6.1  引言  6.2  網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)建模  6.3  NCS容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)  6.4  NCS實(shí)時(shí)調(diào)度  6.5  仿真分析  6.6  本章小結(jié)第7章  基于T—S模糊模型網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)完整性設(shè)計(jì)  7.1  引言  7.2  基于T—S模糊模型NCS容錯(cuò)控制設(shè)計(jì)  7.3  基于T—S模糊模型NCS魯棒容錯(cuò)控制設(shè)計(jì)  7.4  本章小結(jié)第8章  具有隨機(jī)時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)容錯(cuò)控制  8.1  引言  8.2  具有隨機(jī)時(shí)延NCS的建模  8.3  具有隨機(jī)時(shí)延NCS的容錯(cuò)控制  8.4  仿真分析  8.5  本章小結(jié)第9章  具有異步采樣周期的NCS容錯(cuò)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(shè)計(jì)  9.4  本章小結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：故障診斷技術(shù)（FaultDiagnosis。簡(jiǎn)稱FD）始于機(jī)械設(shè)備故障診斷方面，其全名是狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷。它包含兩方面內(nèi)容：一是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行分析、診斷。設(shè)備故障診斷是隨設(shè)備管理和設(shè)備維修發(fā)展起來(lái)的。美國(guó)是最早開(kāi)展故障診斷技術(shù)研究的國(guó)家，由于自1961年開(kāi)始執(zhí)行阿波羅計(jì)劃后，出現(xiàn)了一系列因設(shè)備故障造成的事故。1967年在美國(guó)宇航局倡導(dǎo)下，由美國(guó)海軍研究室主持成立了美國(guó)機(jī)械故障預(yù)防小組，并積極從事技術(shù)診斷的開(kāi)發(fā)。目前，美國(guó)在航空、航天、軍事、核能等尖端領(lǐng)域的診斷技術(shù)研究水平仍處于世界領(lǐng)先地位。英國(guó)在20世紀(jì)60～70年代，以Collacott為首的英國(guó)機(jī)器保健和狀態(tài)監(jiān)測(cè)協(xié)會(huì)最先開(kāi)始研究故障診斷技術(shù)。英國(guó)在摩擦磨損、汽車(chē)和飛機(jī)發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)和診斷方面具有領(lǐng)先地位。日本的新日鐵自1971年開(kāi)發(fā)診斷技術(shù)，1976年達(dá)到實(shí)用化。日本的診斷技術(shù)在鋼鐵、化工和鐵路等部門(mén)處領(lǐng)先地位。我國(guó)在故障診斷技術(shù)方面起步較晚，1979年才初步接觸設(shè)備診斷技術(shù)。目前我國(guó)的診斷技術(shù)在化工、冶金、電力等行業(yè)應(yīng)用較好。故障診斷技術(shù)經(jīng)過(guò)30多年的研究與發(fā)展，已應(yīng)用于飛機(jī)自動(dòng)駕駛、人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)、核反應(yīng)堆、汽輪發(fā)電機(jī)組、大型電網(wǎng)系統(tǒng)、石油化工過(guò)程和設(shè)備、飛機(jī)和船舶發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車(chē)、冶金設(shè)備、礦山設(shè)備和機(jī)床等領(lǐng)域。一般而言，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中故障的發(fā)生部位、時(shí)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(lèi)。（1）元部件故障，指被控對(duì)象中的某些元部件、甚至是子系統(tǒng)發(fā)生異常，使得整個(gè)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(cè)被測(cè)量的傳感器發(fā)生卡死、恒增益變化或恒偏差、時(shí)變偏差等變化而不能準(zhǔn)確獲取被測(cè)量信息，具體表現(xiàn)為對(duì)象變量的測(cè)量值與其實(shí)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(shí)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(shí)際輸出之間的差別。

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《網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制》由中國(guó)水利水電出版社出版。

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