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模糊离散事件系统的监督控制与故障诊断研究
  • 项目名称:模糊离散事件系统的监督控制与故障诊断研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:60974019
  • 申请代码:F030104
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2010-01-01-2012-12-31
  • 项目负责人:刘富春
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:广东工业大学
  • 批准年度:2009
中文摘要:

与经典DES相比,模糊离散事件系统(Fuzzy DES)能更有效地处理实际系统中遇到的模糊与不确定性问题,在生物医学和机器人技术等领域都有了成功应用。本项目在申请人前期工作基础上,进一步研究Fuzzy DES的监督控制与故障诊断。首先,根据对模糊系统定性和定量要求,研究Fuzzy DES最优控制问题。其次,对于分布式模糊系统,设计允许相互通讯的局部监控器和全局监控器,以实现有通讯时延存在的Fuzzy DES分散监督控制。另一重要问题是研究Fuzzy DES分散诊断和安全诊断。将申请人已建立的集中式模糊诊断理论推广,提出一个基于模糊诊断器方法的具有一定程度可诊断性的Fuzzy DES分散诊断理论。同时,针对不安全的可诊断模糊系统,设计一个检测导致不安全行为发生的识别器,并通过构造安全诊断器,得到一个关于Fuzzy DES安全可诊断的充分必要条件,解决可诊断模糊系统不一定安全的问题。

结论摘要:

本项目研究了以模糊语言、模糊与不确定型有限状态自动机等为模型的离散事件系统的监督控制和故障诊断,在最优控制问题、分布式模糊系统的分散监督控制、模糊离散事件系统的分散诊断与安全诊断等方面展开了系统研究,完成了项目计划的各项研究内容。 具体地说,在监督控制方面,主要考虑了最优控制和分散监督控制问题。对于最优控制,探讨了在规范说明不可控或不可观的情况下如何确保系统控制效果的问题。通过引入一种模拟二元关系和双模拟等价关系,构建了规范说明与受控系统之间的模拟算子和可控算子,得到了基于模拟关系的可控算子最优子系统的存在性和关于双模拟控制器的存在性的充分必要条件,提出了一个实现规范说明与被控系统双模拟等价的多项式算法。在分散控制方面,分析了时延在系统局部控制器、全局控制器和被控系统之间的产生及其对分散控制效果的影响,提出了一种允许时延存在的局部控制器和全局控制器的设计方法。针对模糊系统的分散控制过程中可能出现一部分局部模糊控制器因失效而缺席对系统的联合控制,探讨了部分模糊系统控制器合成的可控性和协同可观性,实现了部分局部模糊控制器缺席情况下分布式模糊离散事件系统的分散控制。同时,还提出了一种局部控制器同时具备disable和enable可控事件两种功能的一般框架下的分散控制模型,并具体给出了分散控制器使用析取融合技术和合取融合技术的合成规则。 在故障诊断方面,主要研究了模糊离散事件系统的分散诊断和安全诊断问题。首先将模糊系统集中式模糊诊断理论推广到分散诊断,给出了模糊系统分散可诊断的概念,分析了模糊离散事件系统分散可诊断与集中式可诊断之间的关系,提出了一种基于模糊局部诊断器的分散诊断器的设计方法,得到了关于模糊系统分散可诊断的充分必要条件,实现了模糊离散事件系统的分散故障诊断。在安全诊断方面,为确保模糊系统在故障诊断之前不执行任何被禁操作,提出了模糊系统安全可诊断的概念,通过构造一个非法语言识别器将模糊系统语言中包含被禁事件序列的事件串从模糊系统生产语言中区分开来。然后,在非法语言识别器的基础上设计了一种安全诊断器,使安全诊断器的状态同时包含有系统状态转移信息、系统各操作出现故障的可能性以及系统是否执行被禁止操作等信息,得到了一个关于模糊离散事件系统安全可诊断的充分必要条件,实现了模糊系统的在线安全诊断。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 13
  • 6
  • 0
  • 0
  • 0
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