[发明专利]一种基于多智能体技术的分布式飞行控制系统故障诊断设计方法

权利要求书

1.一种基于多智能体技术的分布式飞行控制系统故障诊断设计方法，其特征在于它包括如下步骤：

第一步：构建具有领导者的多智能体系统连接图并以无向图表示，得出拉普拉斯矩阵L：

第二步：建立每个节点飞行控制系统的状态方程和输出方程：

第三步：针对每个节点，构造基于无向图的分布式误差方程与全局误差方程：

第四步：根据构建的无向图，采集到的飞行控制系统的状态方程和输出方程以及构造的全局误差方程，得到一种飞行控制系统的分布式故障诊断观测器增益矩阵，具体设计如下：

其中：

将采集到的各个节点飞行控制系统的输出、输出数据送入上述的故障诊断观测器，得到各个节点的故障估计值从而对飞行控制系统执行器故障进行故障估计；其中：和y₀(t)分别是领导者节点的故障诊断观测器输出向量和测量输出向量；和分别是每个跟随者节点故障诊断观测器的状态向量和测量输出向量，u_i(t)和y_i(t)分别是各个跟随者节点的输入向量和输出向量；是每个跟随者节点系统的执行器故障估计值，A、B、C分别为所述飞行控制系统的状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵，矩阵H是故障分布矩阵，适维矩阵R和F是所述的故障诊断观测器增益矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种基于多智能体技术的分布式飞行控制系统故障诊断设计方法，其特征在于第一步所述无向图是指多智能体系统连接图中的每条边都是不设连接方向的。

3.根据权利要求1所述的一种基于多智能体技术的分布式飞行控制系统故障诊断设计方法，其特征在于第二步所述每个节点飞行控制系统的状态方程和输出方程，其实现方法是对非线性飞行控制系统在线工作点进行线性化所得到。

4.根据权利要求1所述的一种基于多智能体技术的分布式飞行控制系统故障诊断设计方法，其特征在于第三步所述分布式误差方程的实现方法是：

假设领导者节点0的全状态可测，可知基于该假设，对于第i个跟随者节点，令：状态估计误差故障估计误差输出估计误差则第i个跟随者节点的误差方程表示：

e·xi(t)=Aexi(t)+Hefi(t)-R[Σj∈Niaij(Cexi(t)-D2ωi(t)-Cexj(t)+D2ωj(t))+gj(Cexi(t)-D2ωi(t))]-D1ωi(t),]]>

e·fi(t)=-F[Σj∈Niaij(Cexi(t)-D2ωi(t)-Cexj(t)+D2ωj(t))+gj(Cexi(t)-D2ωi(t))]-f·i(t);]]>

式中，D₁、D₂分别为所述每i个跟随者节点飞行控制系统的输入、输出扰动的分布矩阵；x_i(t)为系统故障的状态向量，f_i(t)为系统故障值，ω_i(t)为外界扰动向量；故障值的微分；

对于第i个跟随者节点，定义：误差向量ei‾(t)=exi(t)efi(t),]]>vi(t)=ωi(t)f·i(t),]]>状态矩阵A‾=AH00,]]>观测器矩阵R‾=RF,]]>输出矩阵C‾=C0,]]>扰动矩阵D‾1=D110I,]]>D‾2=D20,]]>以及故障分布矩阵Ir‾=0I,]]>

则对于第i个跟随者节点，可得到如下的分布式误差方程：

ei‾·(t)=A‾e‾i(t)-R‾[Σj∈Niaij(C‾ei‾(t)-D‾2vi(t)-C‾e‾j(t)+D‾2vj(t))+gj(C‾ei‾(t)-D‾2vi(t))]-D‾1vi(t)]]>

efi(t)=I‾rTei‾(t).]]>