1。4 故障检测的主要方法 5

1。4。1 基于模型的方法 6

1。4。2 基于信号的方法 7

1。4。3 基于知识的方法 7

1。5 网络控制系统研究现状 7

1。5。1 时延网络控制系统的故障检测 8

1。5。2 数据丢包的网络控制系统故障检测 8

1。6 本文的主要工作 9

第二章 随机长时滞的网络控制系统的故障检测 10

2。1 引言 10

2。2 问题描述 10

2。3 稳定性分析 13

2。4 本章小结 14

第三章 随机数据丢包网络控制系统故障检测 15

3。1 引言 15

3。2 问题的描述 15

3。2 系统稳定性分析 17

3。3 仿真验证 18

3。4 本章小结 24

第四章 总结与展望 24

4。1 总结 25

4。2 展望 25

致谢 26

参考文献 27

附录 29

程序一： 29

程序二： 31

1。1 选题的背景和意义

第一章 绪论

随着当代科技水平的日益发展和计算机技术迅猛进步，在现代工业控制领域 中，控制系统的设备部件不断增加，集成化水平越来越高。因而分布于多地域大 空间的控制系统逐步取代了传统的一对一连接的系统。并且，在许多的大型设备 中，包括航天器，邮轮，机床等，都充分利用了相当多的控制系统。相对传统的 一对一的连接系统，现代的控制系统能有效降低系统的布线的难度和成本，有效 减少系统占用空间，增加系统可扩展发散的特性，可明显降低系统维护的成本， 所以现代工业自动化领域将更多的目光关注在网络控制系统中。随着科技的进步， 将控制系统和网络技术相结合形成网络控制系统将更加有效的简化系统布线，生 产成本更加低廉，提高系统抗干扰能力，更能加强系统维护的便利性。因此对网 络控制系统的研究具有良好的先进性和适时性。

网络控制系统一般包含：连续的被控对象、离散的控制器、网络。网络控制 系统的运行原理：传感器将连续输出信号离散化处理后，经由网络传输到控制器 作为控制器的输入信号，控制器接收到信号并将信号计算处理得到输出的信号即 控制信号，然后控制信号以网络通路形式发送到执行器，通过执行器的处理再送 给被控对象执行。

网络控制系统相对传统的一对一连接系统具有非常巨大的优势，增强系统灵 活性和实用性，提高生产效率和降低生产成本。但是由于网络控制系统是由网络 连接而成闭环控制系统，而网络因为各种各样的特性和限制条件，使网络控制系 统不能完全地达到预期期望，这给系统的分析和设计带来环节更加复杂化。这些 情况表明系统不能达到良好的控制效果，如若不及时发现和替换掉这些不利因素， 这将给现代控制领域的生产安全性和可靠性带来更高要求，导致网络控制系统不 稳定而崩溃，造成巨大的经济损失甚至演变为巨大灾难和重大的生产事故。由于 网络带宽限制且为系统中各节点所共享，当传感器、执行器和控制器通过网络交 换数据时，数据多路径传输、数据碰撞和丢包、网络拥堵、网络连接中断等现象 不可避免，从被控系统的传感器到控制器、控制器传输至执行器之间的信息传输 不能避免地产生时间延迟，多数情况下，网络控制系统的很多不确定因素使得时 延是多变、随机的。然后，在网络控制过程中，传感器的采样速率不完全相同，