这使得多数率采样系统更受青睐。所以，不确定性随机网络的控制系统时延、数 据丢包、数据错乱、不同数据采样速率使得 NCS 的建模、分析和设计变得得更加 复杂，应用传统的控制系统理论将不适合网络控制系统，这对 NCS 问题的研究提 出了挑战也带来了机遇。 目前国际学术界对于网络控制系统的研究主要有一下 几大热点:

1)具有时变采样周期的NCS；

2)NCS的时延和数据丢包的分析；

3)NCS跟踪控制问题；

4)NCS的多包传输；

5)基于多通信通道共享的NCS；

6)输出反馈网络控制系统;

7)NCS的容错控制与故障检测。 可以看出NCS的研究主要集中在系统数学模型的建立，稳定性的分析和网络

传输性能方面的课题，相对的对系统的故障检测的研究成果少，所以对网络控制 系统的故障检测显得尤为重要和具有重要和积极的意义。

近三十年代以来，国际自动控制界对动态系统的故障检测技术的研究越来越 重视，我国对故障检测技术的研究也很重视，特别是在故障检测和容错控制研究 领域有重大成果。但是，相对于网络时延的随机不确定性，随机数据包丢失，数 据时序错乱，多数率数据采样的故障检测问题的研究还不成熟，关于这类的网络 故障的研究还要进一步发展。因此，对网络控制系统的故障检测研究具有重大的 理论和应用价值。

1。2 网络控制系统的发展过程

1。3 网络控制系统的基本问题

网络控制系统再给自动控制领域带来各种便利的同时，也给控制界带来新的 挑战，网络控制系统研究的复杂性是由控制系统中引入网络的自生特点决定的， 像网络时延、数据丢包、数据的单包和多包传输、数据时序错误和网络调度等。 1。3。1 网络诱导时延

在 NCS 中，多个网络共享节点信道。因为网络带宽限制和数据流量不规范变 化，在多节点信号数据传输时，不可避免的出现数据连接中断、数据碰撞、多路 径传输、网络堵塞的现象，从而出现信号传输延迟，这种由网络诱导引起的时延 是网络诱导时延，这种时延是随机的，有界的和不确定的。时延会降低系统性能 和系统稳定性界限变窄，导致系统不稳定，时延是 NCS 设计和分析不可忽略的因 素。论文网

1。3。2 数据包丢失

由于网络控制系统中不可避免的出现网络堵塞和连接中断，必然导致数据包 的丢失。虽然多数网络控制中存在重新传输的功能，但是只能保证在有限时间类 有效，当超过时限，数据包很难被重新使用，导致数据包丢失的产生。

传统的点对点因为结构上的同步和定时系统，使得数据参数动态具有很强的 鲁棒性，不予许系统中参数和结构的改变，导致系统故障产生。因此网络系统故 障检测中，数据比丢包是要亟待解决的重要问题。

1。3。3 网络调度和其他

在 NCS 中，控制器的性能不仅靠着控制器的算法，还依赖对共享网络资源的 调度。网络调度针对的是网络用户层，所关注的调度算法对被控对象数据传输快 慢和被传信号数据的选择优先权。另外，发生在用户层的调度控制可以调节数据 采样的周期和采样时刻，避免网络冲突的产生，从而尽量减少时延。

1。4 故障检测的主要方法

基本上，对网络控制系统的故障检测方法一般为：基于模型的方法、基于信 号和基于知识的方法。最早发展起来的是基于模型法，这种方法要求系统具有精 确已知的数学模型。相对精确度要求不高的系统，可以使用基于信号法，

所谓故障是指至少有一个重要的系统特性或变量参数发生偏差，因而系统不 能达到预期的目的，而故障检测是指通过适合的技术方法来判定系统是否存在故 障。故障检测研究方法经历了以下的几个阶段：20 世纪 50 年代到 60 年代，诺 曼依在容错技术提出复合冗余的方法，打下了容错技术的基础，此时故障检测设 备简陋，多是专家推断；20 世纪 60 年代至 70 年代，是从硬件冗余方法发散出 来，此时少数发达工业国家充分利用各种图像成型技术，信息采集和分析技术， 各种监控技术，故障检测取得了实质上的进展；20 世纪 70 到 80 年代，对冗余 的解析方法成为热点，美国科学家 Beard 博士提出通过比较闭环系统的观测器输 出的方法，很好地利用了控制系统中各种有效可测信息，高效地实现故障检测和 分离故障的成果；20 世纪 80 年代以来，基于解析冗余的故障检测方法迎来高数 发展期，并且通过智能化将更精确和方便的检测系统故障，随着计算机领域的发 展和人工智能技术的突破，使智能检测高速发展。总结故障检测方法的提出包括： 模型解析法，信号处理法和基于知识的方法。其中，模型解析是在明确对象数学 模型基础上来检测故障，对系统模型精确度要求不高可用基于信号模型处理的方法，对不需要对系统建造数学模型而且系统变得越来越复杂的情况，用基于知识 的方法。