基于H∞/H∞观测器的网络化控制系统故障检测策略

本文主要探讨了在加性高斯白噪声（AWGN）信道下，针对网络化控制系统（NCS）的故障检测技术。作者李志军、郭富民、孙德辉和韩存武来自北方工业大学北京市现场总线与自动化重点实验室，他们针对在信号噪声比（SNR）受限的环境中，提出了基于观测器的故障检测系统设计策略。 在设计过程中，研究者认识到确保故障检测的高灵敏度和对干扰及噪声的高鲁棒性至关重要。为此，他们开发了一种残差发生器，其设计依据了H∞/H∞性能指标，这是一种平衡系统稳定性与故障检测性能的优化方法。通过这种方式，残差信号可以有效地区分正常操作下的微小变化和潜在的故障信号。 此外，文章提出了一种基于范数的残差评价函数，它能够量化残差信号的可靠性，并结合动态阈值计算方法，以适应信道噪声的实时变化。这个方法利用切比雪夫不等式来估计误报率，即在给定的概率保证下，系统误报故障的可能性。这种方法旨在最大限度地减少误报，同时保持对故障的有效响应。 仿真结果验证了这种基于H∞/H∞性能指标的残差生成和评价方法的有效性和实用性，表明它能够在复杂且噪声环境中有效地检测到网络化控制系统的故障，提高了系统的可靠性和稳定性。 关键词：故障检测、信噪比、残差发生器、残差评价。这篇文章对于理解在高噪声信道下网络化控制系统的故障检测策略具有重要意义，为相关领域的研究人员提供了重要的理论支持和技术参考。