非线性网络控制系统故障检测：随机间隔时延分析

"该文研究了具有随机间隔时延的非线性网络控制系统(NCS)的故障检测(FD)问题。作者通过考虑网络引起的时变延迟、非线性约束以及故障检测滤波器的概率分布信息，建立了一个非线性随机时滞系统模型。他们将非线性NCS的故障检测转化为非线性H∞滤波问题，并运用Lyapunov函数方法确保系统的随机稳定性，同时设定H∞衰减水平。设计的故障检测滤波器不仅依赖于系统的非线性程度，还与延迟间隔及其发生率有关。通过数值示例验证了所提出方法的有效性和实用性。" 文章详细探讨了在网络控制系统中，由于数据传输延迟的存在，如何设计有效的故障检测策略。这种延迟通常具有随机性，即间隔时延，这给系统的建模和控制带来了额外的挑战。作者首先建立了一个包含这些随机延迟特性的非线性模型。模型考虑了网络诱导的时变延迟，这些延迟可能影响系统的动态行为，对系统的稳定性和性能产生重大影响。 接着，他们引入了一个故障检测滤波器，将其作为残差生成器。这个滤波器的目标是生成可以反映系统潜在故障的残差信号。通过将故障检测问题转换为非线性H∞滤波问题，他们能够量化系统对故障的敏感度，同时保持系统整体性能的稳定性。这里，H∞理论被用来限制滤波器输出到残差之间的传递函数的增益，以限制故障的影响。 为了实现这一目标，作者使用Lyapunov函数作为分析工具，确保系统在存在随机延迟的情况下仍能保持稳定。他们还推导出一组线性矩阵不等式(LMI)，这些不等式为设计满足特定H∞衰减水平的故障检测滤波器提供了条件。LMI的解决方案既依赖于非线性系统的性质，也依赖于延迟的统计特性，如间隔和发生率。 最后，文章提供了一个数值实例来演示所提出的故障检测方法在实际应用中的表现。通过这个例子，读者可以看到该方法在处理随机间隔延迟时如何有效地检测和隔离系统故障，从而证明了这种方法的实用价值和有效性。 这篇文章为非线性网络控制系统的故障检测提供了一种新颖且实用的方法，特别考虑了随机间隔延迟的影响。它不仅对理论研究有贡献，也为实际工程应用提供了有价值的参考。