網路化動態系統的故障預報

《網路化動態系統的故障預報》是依託華中科技大學，由方華京擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：網路化動態系統的故障預報
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：方華京
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

本項目研究網路多因素綜合影響下的動態系統基於有損信息的故障預報理論與算法。研究內容包括：網路環境中基於有損信息的非線性動態系統狀態估計理論；網路環境中基於有損信息的動態系統多步故障預報理論；存在模型和噪聲統計特性的不確定性，且處於複雜、變化環境中的網路化動態系統魯棒故障預報算法等問題戰嬸斷整。本項目是申請人已經完成的國家自然科學基金項目複雜網路化控制系統的故障診斷與安全性（批准號：60874053，起止期：：2009.1-2011.12），網路化控制系統的故障診斷與容錯控制（批准號60274014，起止期：2003.01-2005.12）研究工作的延續和擴展。通過完成本項研究，期望能夠充分了解網路因素對網路化系統或者基於網路的遠程故障預報算法產生的影響，提出和建立較為系統的網路化系統基於狀態估計理論的多步故障預報、魯棒多步故障預報算法等。

結題摘要

網路化系統的狀態估計理論有著廣泛的套用領域，同時也是網燥達禁絡院灑化系統故障預報和剩餘壽命估計洪阿敬的理論基礎。本項目聚焦網路多因素綜合影響下，動態系統基於有損危熱兆信息的故障預報理論與算法。期望通過本項目的研究，能夠掌握網路因素對網路化系統或者基於網路的遠程故障預報算法產生的影響，提出較為系統的基於狀態估計理論的網路化系統多步故障預報、魯棒多步故障預報算法。已經取得的主要進展大致可以概括為四個方面：(1) 網路化非高斯非線性隨機系統的狀態估計理論。提出了幾種有損測量下的改進型粒子濾波算法，推導了相應的條件克拉美-羅下界，用來評價濾波器的性能。（2）網路化不確定系統的魯棒狀態估計理論。給出了噪聲協方差未知和有損測量影響下線性不確定系統的魯棒卡爾曼濾波器；針對狀態矩陣中具有範數有界和隨機不確定性的線性殃漿端詢不確定系統，在同時存在隨機時變時延和測量丟失的情況下，提出了一種魯棒卡爾曼濾波器；針對存在的測值丟失、隨機發生不確定性和系統矩陣帶範數有界不確定性的線性離散系統，給出了基於事件觸發的魯棒狀態估計器。（3）非線性隨機系統故障估計與預報。對帶有加性故障和乘性故障的一類非線性隨機系統，分別給出了具有較高精鞏項嬸度的故障估計算法；在這些工作基礎上，給出了網路化非線性隨機系統早期故障的估計和預報算法。（4）故障預報與剩餘壽命估計的互補組合方法。提出了基於雙預報器的剩餘壽命估計算法，該方法基於偏差校正的思想，融合了無跡卡爾曼濾波器算法、完備總體經驗模態分解算法以及相關向量機算法；提出了一種具有不確定性評估能力的組合型故障預測算法，該方法組合了粒子濾波和相關向量機算法，預測結果由一組確定性預測值和評估不確定性的預測區間組成。這些研究進展具有重要理論價值和套用於眾多工業領域的潛力。