基于有限时间观测器的分布式故障识别方法技术

本发明专利技术提供了一种基于有限时间观测器的分布式故障识别方法，包括：根据多智能体系统构建其在发生故障后的具体动力学模型；结合故障识别算法对通信拓扑的要求，构建满足条件的通信拓扑结构；结合多智能体系统模型为每一个多智能体构建分布式有限时间观测器，并设计相应的残差生成器；对每一个智能体，在一定时间之后，检查其残差信号的具体状态，并将其发送给所有的邻居；对每一个智能体，收集邻居的残差信号的具体状态，根据自身和邻居非零残差信号的个数判断某一智能体是否发生故障。本发明专利技术能够正确识别出所有发生故障的智能体且不会引起正常智能体的误识别，为多智能体系统在不确定环境中的安全决策提供了依据。

【技术实现步骤摘要】
基于有限时间观测器的分布式故障识别方法
本专利技术属于通信技术，涉及多智能体安全控制技术，具体涉及一种基于有限时间观测器的分布式故障识别方法。
技术介绍
军事智能化作战的趋势使得多智能体系统在联合侦查、目标突防、精确打击等方面的具有重要作用。除此之外，多智能体系统在卫星定位、智能电网等领域也具有广泛应用。多智能体系统具有无中心、分权化的特点，使得信息可以通过局部交互传递至整个系统，突破了地域限制，同时也给系统的安全性带来了极大挑战。多智能体在工作过程中由于自身或外界原因发生故障，若不能及时将其检测识别出来，故障同样会通过信息交互影响整个系统，最终造成严重后果。传统集中式的故障识别方法对大规模广域分布的多智能体系统并不适用，分散式识别方法需要利用邻居的控制输入但实际应用中很难获取，分布式的故障识别方法避免了上述方法的局限性且具有良好的可扩展性，因而得到广泛研究。在现有的故障识别算法中，文献(P.P.MenonandC.Edwards.Robustfaultestimationusingrelativeinformationinlinear本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有限时间观测器的分布式故障识别方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1.根据所研究的多智能体系统构建其在发生故障后的具体动力学模型；/n步骤2.结合故障识别算法对通信拓扑的要求，构建满足条件的通信拓扑结构；/n步骤3.结合具体的多智能体系统模型为每一个多智能体构建分布式有限时间观测器，观测器与该智能体及其邻居有关，并设计相应的残差生成器；/n步骤4.对每一个智能体，在一定时间之后，检查其残差信号的具体状态，并将其发送给所有的邻居；/n步骤5.对每一个智能体，收集邻居残差信号的具体状态，根据自身和邻居非零残差的个数判断某一智能体是否发生故障。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于有限时间观测器的分布式故障识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.根据所研究的多智能体系统构建其在发生故障后的具体动力学模型；
步骤2.结合故障识别算法对通信拓扑的要求，构建满足条件的通信拓扑结构；
步骤3.结合具体的多智能体系统模型为每一个多智能体构建分布式有限时间观测器，观测器与该智能体及其邻居有关，并设计相应的残差生成器；
步骤4.对每一个智能体，在一定时间之后，检查其残差信号的具体状态，并将其发送给所有的邻居；
步骤5.对每一个智能体，收集邻居残差信号的具体状态，根据自身和邻居非零残差的个数判断某一智能体是否发生故障。


2.根据权利要求1所述的基于有限时间观测器的分布式故障识别方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下子步骤：
步骤101、将发生故障后的多智能体系统的动力学模型描述如下：



其中，xi(t),ui(t),yi(t)分别是智能体的n维实际状态、m维控制输入和p维测量输出，Ffi(x,t,Ti)是故障对智能体造成的影响，Ti是故障发生的时间，满足Ti＞τ，其中τ是有限时间观测器在没有故障时的收敛时间；A,B,C为系统的系数矩阵，且满足如下关于秩的关系：rank(CB)＝rank(B)＝p，
其中，rank(·)表示矩阵的秩，s为系统的复频率范围，In为n维单位矩阵。


3.根据权利要求1所述的基于有限时间观测器的分布式故障识别方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下子步骤：
步骤201、多智能体系统的通信拓扑模型描述如下：
对于由N个多智能体构成的多智能体系统而言，其通信拓扑记为节点集合为边的集合记为若两个智能体之间可以进行信息交互，则记为(i,j)∈ε且aij＝1,否则，且aij＝0；记智能体i的邻居集合为其中的每个邻居分别记为是智能体i的邻居的个数，此外，记智能体i的内邻居集合为为其内邻居的个数；
步骤202、多智能体系统的通信拓扑结构满足如下要求：
假设系统中最多有M个智能体发生故障，则对于系统中的任何一个多智能体i及其他任意M...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丹，温广辉，吕跃祖，付俊杰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32