事件驱动下非线性马尔科夫跳变系统的可靠滤波及故障检测

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事件触发(Event-triggered)或事件驱动(Event-driven)策略是一种新兴的传输或采样机制,以适应新兴系统中所要求的智能与协同特性。其主要思想是在数据传输或采样前端设置一种决策或判断机制,即仅对满足事件驱动条件的信息予以传输,以减少有限网络资源的非必要消耗。面对与以往有着天渊之别的数据吞吐量,该策略能够有效缓解网络带宽压力,实现资源的有效利用。事件驱动策略已经被利用于控制领域,具有十分广阔的应用前景。受以上背景的启发,在充分查找科研文献及进行应用需求分析的前提下,本文针对一种特殊的非线性不确定系统——非线性马尔科夫跳变系统进行研究,并针对其进行事件驱动故障检测及可靠滤波两方面进行探究。本文的主要工作如下:1.首先,通过阅读与总结文献资料,深入剖析国内外发展现状,从事件驱动、故障检测、可靠滤波及非线性系统的建模等方面的背景知识出发进行阐述,详细介绍本文的研究动机及意义。2.其次,本文对事件驱动策略下的非线性马尔科夫跳变系统的可靠滤波方法进行了研究。具体工作包括对实际非线性系统进行建模,对可靠滤波器及故障检测滤波器的形式进行构建,对事件驱动传输策略进行实现,再引入有限频性能来实现对特定频域信号的针对或对信号频率的充分利用。3.在确定了可靠滤波器及检障滤波器的形式及其所要满足的性能条件后,运用李雅普诺夫稳定性理论探究两种滤波器的稳定性及相应性能,再通过矩阵变换等手段进行推导,得出在稳定且满足有限频域性能的前提下,可靠滤波器及检障滤波器的存在条件及其线性求解方式。4.利用所得到的求解方法,给出在不同前提或侧重点下的最优求解方式,并设计相关的步骤及算法,以得出滤波器的结构增益,构建并获得残差。对于故障检测方法,在获取残差信号之后设计相应的残差函数,并以其为基础设计报警策略。最终实现故障检测及可靠滤波。5.最后进行仿真实验,首先利用Matlab/Simulink平台进行系统结构的搭建,具体包括系统模型及滤波器模型的构架,事件驱动传输策略的实现,设定具体的系统结构及各项参数(包括马尔科夫系统的跳变信号、事件驱动参数、故障及扰动形式等)及性能指标,再利用LMI工具箱对滤波器增益进行求解,并将所求的滤波器增益代入系统,验证滤波效果及检障效果,并对其进行分析与总结。
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