改进BA 的汽车发动机DCS 故障检测优化

陈凯镔，陶沙沙，向峻伯，徐 俊

（1.成都工业职业技术学院，汽车工程学院，四川 成都 610000；2.西安交通大学，机械工程学院，陕西 西安 710038）

1 引言

汽车发动机分布式控制系统由于其独特的优越性得到了广泛的关注与应用[1]。分布式控制系统本质上还是属于一种典型的网络总线控制系统，网络控制系统与传统的点对点控制系统相比最大的不同在于其相关数据是通过总线进行传输，但是也正是由于总线的存在导致其诱导时延以及数据丢包等问题，使得在进行故障诊断时必须将总线带来的不利因素考虑进去。王越男设计了一种针对离散时滞系统的鲁棒故障检测观测器，使得检测残差能够对噪声信号具有较好的鲁棒性能[2]。文献[3-4]均利用H∞理论针对不确定系统，时延网络控制系统鲁棒故障检测，使得系统在强噪声条件下依旧能够保证良好的故障检测性能。但是上述文献均只考虑如何提高检测系统对噪声干扰信号的鲁棒性，未考虑对故障信号的影响。

为同时提升检测系统对噪声信号的鲁棒性以及故障信号的敏感性，针对双通道多包传输的短时变时延汽车发动机分布式控制系统，提出了一种基于改进蝙蝠算法（Bat Algorithm，BA）的故障检测观测器优化设计方法。首先对原系统建立故障观测器，将双通道多包传输转换为切换系统，将短时变时延建模为一种系统不确定性。然后将残差信号分别对噪声信号和故障信号的传递函数比值建立为优化的目标函数，为使得残差信号对故障信号敏感，对噪声鲁棒，利用改进BA 在保证观测器残差系统稳定的条件下使得目标函数最小，从而求得最优故障观测器增益矩阵。……