[发明专利]一种网络化运动控制系统异常检测方法在审

专利信息
申请号: 202310035758.8 申请日: 2023-01-10
公开(公告)号: CN116300793A 公开(公告)日: 2023-06-23
发明(设计)人: 吴麒;张宝康;吴祥;郭方洪;董辉;张文安;黄光普 申请(专利权)人: 浙江工业大学
主分类号: G05B23/02 分类号: G05B23/02
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 忻明年
地址: 310014 *** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 网络化 运动 控制系统 异常 检测 方法
【权利要求书】:

1.一种网络化运动控制系统异常检测方法,其特征在于,所述网络化运动控制系统异常检测方法,包括:

采集网络化运动控制系统历史正常工况下的反馈控制输入信号时间序列和量测输出信号时间序列,通过终端滑模观测器获得历史正常工况下系统状态的估计值;

通过等价输入干扰估计器计算系统的等价输入干扰估计值,得到网络化运动控制系统历史正常工况下的等价输入干扰估计时间序列,并逐点求算术平均,作为正常工况参照序列;

采集网络化运动控制系统当前工况下的反馈控制输入信号时间序列和量测输出信号时间序列,通过终端滑模观测器获得当前工况下系统状态的估计值;

通过等价输入干扰估计器计算系统的等价输入干扰估计值,得到网络化运动控制系统当前工况等价输入干扰估计时间序列;

计算正常工况参照序列与当前工况等价输入干扰估计时间序列间的相似性得分,进而结合阈值判断识别当前工况是否处于异常状态。

2.根据权利要求1所述的网络化运动控制系统异常检测方法,其特征在于,所述终端滑模观测器表示为如下公式:

其中,系统状态表示为x(t),系统状态的估计值表示为为的导数,uf(t)为反馈控制输入,A,B,C是系统增益矩阵,L是终端滑模观测器增益,是量测输出y(t)的估计值,v(x(t),是设计好的非线性切换项。

3.根据权利要求2所述的网络化运动控制系统异常检测方法,其特征在于,所述通过等价输入干扰估计器计算系统的等价输入干扰估计值,所采用的计算公式表示为:

其中,为拉普拉斯逆变换,为解耦策略下等价输入干扰估计值,解耦策略选取M(s)=Kh(s+1)/s,s为复变量,v(s),X(s)和分别为v(x(t),x(t)和的拉普拉斯变换,广义逆矩阵B+=(BTB)-1BT

4.根据权利要求1所述的网络化运动控制系统异常检测方法,其特征在于,所述计算正常工况参照序列与当前工况等价输入干扰估计时间序列间的相似性得分,包括:

分别对正常工况参照序列Dhistory和当前工况等价输入干扰估计时间序列Dnew进行傅里叶变换得到集合和其中Lf,是集合的长度;

通过如下公式计算集合和的相似度作为正常工况参照序列与当前工况等价输入干扰估计时间序列间的相似性得分Rs:

其中,和分别是集合和集合的均值。

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