欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13336804447 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13336804447
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2021110147089
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2025-05-20
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种现代码头货物管理系统故障检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:建立现代码头货物管理系统的状态空间模型;

步骤1.1:对码头货物管理系统的输入输出数据进行采集以描述实际的系统;

步骤1.2:根据步骤1.1的数据,建立现代码头货物管理系统的状态空间模型;

模型如下:

T n

其中,x(t)=[x1(t),x2(t),…,xn(t)]∈R为时刻t运输至码头仓库的货物数量,xj(t)p为时刻t运输到第j个仓库的货物数量,其中1≤j≤n,n代表仓库的数量,y(t)∈R 为时刻t装载到货轮的货物数量,p代表y(t)的维数, 是不可测的造成仓库货物堆积的外部扰动因素,m是外部扰动因素的种类数量, 是系统的执行器和控制单元设备在运行过程中出现的故障信号,q表示被故障信号的种类数量,φt是马尔科夫链,满足转移概率为Pr(φt+Δ=j|φt=i)=πij,对于 在i≠j时有πij≥0和 φt+

属于有限集S1={1,2,...,N},N∈N,这里的A(φt),B(φt),C(φt),D(φt),E(φt),F(φt)为系统矩阵,由实际过程中收集的数据整理得到;令φt=i,i∈S1,则系统矩阵可被记作Ai,Bi,Ci,Di,Ei,Fi;假定矩阵Ai满足Metzler特性:非主对角元非负,Bi≥0,Ci≥0,Di≥0,Ei≥0,n n×n +Fi≥0;R , R ,N 分别表示n维向量空间、n维非负向量空间、n×n维欧氏矩阵空间和正整数集;

步骤2:建立现代码头货物管理系统的自适应事件触发条件;

触发条件构造形式如下:

||ey(t)‖1>β(t)||y(t)‖1,其中, 是已知的常数,ey(t)是测量的货物数量误差, 其中 k∈[tι,tι+1), 表示自然数,它表示时刻tl货轮上的货物数量,y(t)为时刻t货轮上的货物数量,β(t)满足如下自适应律,其中β1,β2,χ都是给定的常数,分别表示自适应系数β(t)增加、减少系数和控制自适应律增减的阈值,步骤3:建立混杂自适应事件触发异步滤波器模型;

混杂自适应事件触发异步滤波器模型结构形式如下:其中,xd(t)表示故障滤波器的状态信号,r(t)表示残差信号,ρt表示满足Pr(ρt=b|φt+=i)=λib,ρt∈S2={1,2,...,M},M∈N ,0≤λib≤1, 的隐马尔可夫过程,是待设计的滤波器矩阵;令ρt=b,b∈S2,则滤波器矩阵被记作Adb,Bdb,Cdb,Ddb; 为故障检测滤波器的有效输入,可在时间触发和事件触发的传感器输出中自由切换,切换效果由随机变量α(t)刻画,并且α(t)满足伯努利分布,相应的分布概率为步骤4:构造现代码头货物管理系统的故障检测模型;

故障检测模型如下:

其中,

步骤5:引入阈值报警故障检测机制;

阈值报警故障检测机制如下:

其中,T表示可自由滑动变化的监测时间窗口,当l<0时,r(l)=0,J(t)表示故障评估函数,Jth(t)表示相应的故障报警指标函数,当J(t)>Jth(t)时,相应的故障检测系统发出故障报警;

步骤6:设计现代码头货物管理系统的自适应事件触发故障检测滤波器;

步骤6.1:设计的自适应事件触发故障检测滤波器系统矩阵如下:n s

其中,R向量 R 向量 1n表示元素全为1的n维向量, 表示第 个元素为1其余元素为0的n维向量;

n

步骤6.2:设计常数τ>0,ε>0, γ >0,R 向量g

ηb>0,R向量 ψb>0, 使得以下不等式:对于 在步骤6.1设计的滤波器下成立,其中 是给定的常数,是α(t)的概率, 是已知的事件触发阈值上界,1g×g是元素全为1的g×g矩阵,T矩阵 (θb1,θb2,...,θbg)=(ψb1,ψb2,...,ψbn) ,l1灵敏度的边界 满足:

步骤6.3:根据步骤2、步骤6.1和步骤6.2的前三行条件,得到保证故障检测系统为正的条件:其中,

Ci=(Ddb(I‑Υ)Ci Cdb),Di=Ddb(I‑Υ)Di,Fi=Ddb(I‑Υ)Fi;

步骤6.4:考虑外部各种不确定因素对现代码头货物管理系统的影响,考虑如下约束性能:w(t)≠0,f(t)=0,

w(t)=0,f(t)≠0,

步骤6.5:根据步骤2、步骤6.1得到保证故障检测系统随机稳定的条件:其中,

步骤6.6:设计随机李亚普诺夫函数 其中当φt=i,ρt=b时,有差分方程:根据步骤6.2中的条件,可以得到:根据步骤6.6说明故障检测系统在设计的自适应事件触发滤波器下是L1随机稳定的;

步骤6.7:选择相同的随机李亚普诺夫函数 其中当φt=i,ρt=b时,有差分方程:根据步骤6.2中的条件可以得到:

ω(t)≠0,f(t)=0,

根据步骤6.7说明故障检测系统在设计的自适应事件触发滤波器下是具有L‑增益ε。