《一類非線性網路化系統的魯棒主動容錯控制方法研究》是依託清華大學，由何瀟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：一類非線性網路化系統的魯棒主動容錯控制方法研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：何瀟
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對傳統系統所開發的容錯控制方法不能保證在網路化系統中的性能，需要開發新的容錯控制算法。考慮到實際工程對象大多是非線性系統，且無法給出精確的數學模型，非線性網路化系統的魯棒主動容錯控制已成為學科前沿問題，對於非線性網路化系統的安全運行具有重要的理論意義和套用價值。目前傳統的非線性系統容錯控制研究的主要思路是將線性系統的容錯控制器設計方法推廣到非線性系統，由於網路化系統不同於傳統系統的一些特性，文獻中鮮有關於非線性網路化系統魯棒主動容錯控制方法的報導。本項目擬主要研究一類離散時間非線性網路化系統的主動魯棒容錯控制問題，力求對該類非線性網路化系統中故障的可檢測性與可辨識性進行理論分析，給出故障的檢測、分離與估計算法，並最終實現主動容錯控制。本課題的研究成果不僅具有重要的理論意義，對提高非線性網路化系統的可靠性還具有潛在的套用價值。
結題摘要
隨著物聯網日益成為經濟的重要增長點，其在控制系統中的表現形式——網路化系統得到了越來越多的重視。針對傳統系統所開發的故障診斷和容錯控制方法不能保證在網路化系統中的性能，需要開發新的故障診斷與容錯控制算法。 考慮到實際工程對象大多是非線性系統，且無法給出精確的數學模型，非線性網路化系統的魯棒故障診斷與主動容錯控制已成為學科前沿問題，對於非線性網路化系統的安全運行具有重要的理論意義和套用價值。目前傳統的非線性系統故障診斷與容錯控制研究的主要思路是將線性系統的容錯控制器設計方法推廣到非線性系統，由於網路化系統不同於傳統系統的一些特性，文獻中鮮有關於非線性網路化系統魯棒主動容錯控制方法的報導。本項目執行以來，團隊的主要創新性成果有：1、非線性網路化系統的魯棒故障診斷。針對當前網路化故障研究中真實物理實驗驗證工作匱乏的現狀，在國際上首次構造了基於Internet的網路化三容水箱物理系統，使其可作為基準系統對網路化故障診斷與容錯控制算法進行實驗驗證及性能評估。此系統已授權國家發明專利，針對其提出的非線性故障檢測與分離成果已在IEEE TCST上以長文形式發表。2、網路化系統的主動容錯控制。給出了一類離散時間網路化系統的主動容錯控制策略，在部分執行器失效的情況下，能夠重構控制律，保證了系統的穩定性和控制性能。由於在網路化系統主動容錯控制理論上的貢獻，此項工作獲得第8屆SAFEPROCESS國際會議的Frank最佳理論論文入圍獎。SAFEPROCESS是故障診斷與容錯控制領域最高水準的國際會議，在大會錄用的236篇論文中，此工作被評為最好的4篇理論論文之一，這也是來自亞洲的學者首次獲此項榮譽。3、閉環系統的故障診斷。閉環的系統結構對故障診斷方法存在本質影響，閉環條件下的故障診斷是國際公認的難題。針這一前沿課題，我們提出將閉環影響視為時變系統參數和系統未知輸入的思想，不僅研究了非線性閉環系統的故障檢測問題，更對現有研究涉及較少的故障分離和估計問題給出了相應結論。代表性成果在IEEE TII、IEEE TIE以長文形式發表。
