多机器人系统的全局协调故障诊断与容错控制

摘要

随着现代科学技术的不断进步,现代工业系统朝着规模越来越庞大、结构越来越复杂、集成度越来越高、功能越来越完善的方向发展,而这些系统一旦发生故障就有可能造成人员伤亡或财产损失。传统的容错控制是以单一系统为研究对象,让发生故障的系统自我修复实现容错控制,但一旦遇到故障系统不能够自我修复或者自我修复需要很长的时间延迟,传统的容错控制思想就不再适用,需要针对含多子系统的复杂系统提出新的容错控制思想。
　　 本文研究多机器人系统全局协调故障诊断与容错控制问题。以非线性项满足Lipschitz条件的单连杆机器人系统为研究对象,采用自适应观测器方法对故障类型为阶跃函数类型的故障进行故障诊断,并进行稳定性分析。仿真结果表明,该方法能及时诊断出系统故障并能保持系统稳定,适用于此类非线性系统故障诊断问题。
　　 针对含多子系统的协作系统提出新的主动容错控制思想。当部分子系统发生故障,我们根据故障子系统的故障信息和控制目标信息来重组无故障子系统控制器,从而来补偿故障子系统对整个控制目标的影响,实现容错控制。仿真结果表明,新的容错控制思想能够实现该类问题的容错控制,是可行的。
　　 将agent思想引入新的容错控制过程。把协作子系统看成agent单元,利用agent的智能性,优化多个无故障子系统共同补偿故障影响的容错控制过程。仿真结果表明,新的容错控制思想与agent思想结合,优化了整个协作系统的容错控制过程。