网络化系统的故障检测与分离技术是提高系统可靠性和安全性的重要方法,共享的网络环境、复杂的系统结构和多目标的控制任务使得网络化系统的故障诊断成为一个难点问题,针对此类复杂动态系统的故障检测与分离问题吸引了国内外学者的持续关注。在控制系统通信网络中,多个传感器传输数据需要通过一个共享的网络,如果不对传感器访问网络的权限进行管理,容易造成数据的冲突和丢失。为了避免上述问题的出现并减轻网络带宽负载,必须引入一种有效的通信协议来解决各个节点的通信权限分配问题。但是,通信协议的引入很可能会使得许多传统的故障诊断方法并不适用于具有通信协议的网络化系统,同时通信调度方式的存在也极有可能会破坏系统原有数据包的完整性,并降低故障诊断的效果。在此背景下,本课题研究通信协议约束下网络化系统的故障检测与分离问题,主要工作与研究成果包括如下方面:针对非线性网络化系统的故障检测问题,考虑传感器饱和约束以及Round-Robin通信协议调度方案,设计一种全阶故障检测滤波器。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出故障检测滤波器存在的充分条件,再通过求解具有不等式约束的最优化问题得到滤波器参数。最后利用一个数值仿真和DTS200三容水箱渗漏检测实例,验证了所提方法的有效性和实用性。所设计的滤波器不仅能够确保系统均方渐近稳定,且具有较强的扰动抑制能力。针对离散网络化奇异摄动系统的多传感器融合故障检测问题,考虑系统受到传感器饱和约束,设计了一种能够管理节点通信权限的Weighted-Try-Once-Discard通信协议,提出了一种通信协议约束下局部故障检测滤波器和分布式融合故障检测滤波器的设计方法。首先构建局部故障检测滤波器和分布式融合故障检测滤波器的模型,然后利用Lyapunov稳定性理论、线性矩阵不等式技术和分布式融合技术,得出局部故障检测滤波器和分布式融合故障检测滤波器存在的充分条件。最后根据凸优化方法获得融合权重因子和全局H∞性能指标。针对混合通信协议约束下网络化系统的故障检测与分离问题,考虑了随机欺骗攻击、传感器饱和以及外部扰动,设计了一种能够同时实现动态调度和静态调度的混合通信协议,提出了一种基于残差贡献度函数的故障检测与分离方法。首先构建局部故障检测滤波器和分布式融合故障检测滤波器,然后利用Lyapunov稳定性理论、线性矩阵不等式技术和分布式融合技术得到局部故障检测滤波器和分布式融合故障检测滤波器存在的充分条件,再通过求解具有凸约束的优化问题得到最优的局部故障检测滤波器参数和分布式融合权重因子。最后通过残差贡献度函数分离出系统故障所在位置。