网络化控制系统的故障诊断与容错关键技术综述

网络化控制系统故障诊断与容错控制是一项关键的研究领域，由方华京、谢林柏和郑英等人在华中科技大学控制科学与工程系开展研究。这种控制系统利用公共计算机网络，如互联网，实现了闭环控制的分布式架构，显著减少了布线需求，提高了系统的灵活性和易用性，特别适用于广域分布式系统和小型局域系统，如航天器、客机等高性能设备。 网络化控制系统的优点在于能够共享网络资源，简化安装与维护，并在设计上支持分布式执行，使得估计、控制和诊断等功能可以在网络的不同节点进行。然而，这也带来了新的挑战。首先，由于数据网络中存在资源竞争和网络拥塞，控制信号传输可能受到时延的影响，且时延特性可能因网络协议不同而变化，这要求控制理论适应这些异步和基于信包的特性。其次，与传统控制系统相比，网络化系统对网络结构和参数的变化、信包丢失等问题更加敏感，需要强大的故障诊断与容错机制。 故障诊断与容错控制在这样的系统中至关重要，它确保了系统的稳定性和安全性。研究者们已经开发了几类基本的思想来应对这些挑战，包括实时监测系统状态，快速识别异常，以及设计能够自我修复或备份策略的控制系统。他们关注的关键点包括对网络时延的处理，数据完整性保障，以及对网络环境变化的适应能力。 关键词如"网络化控制系统"、"故障诊断与容错控制"和"时延系统"突出了研究的核心内容，强调了在网络化控制系统的背景下，如何通过先进的控制理论和技术解决实际应用中的问题。未来的研究将继续探索更为有效的故障预防、检测和恢复策略，以进一步提升网络化控制系统的可靠性和效率。