传感器网络同步态的节点故障诊断算法

摘要：

首先介绍了复杂网络同步态的概念，以传感器量测数据为节点，定义了随时间动态变化的传感器网络，采用数学分析方法定量描述了传感器网络的动力学机制，给出了传感器网络同步态的数学定义、计算方法及其实际的物理含义。理论推导表明，同步态从全局角度评价传感器网络的健康程度，以量测数据距离关联性定义复杂网络的耦合矩阵A＝（aij ）N ×N ，并以该耦合矩阵零特征值对应的左特征向量（ξ1，ξ2，．．．，ξN）来刻画传感器网络节点的局部细节信息，进而衍生出基于传感器网络同步态的节点故障诊断算法，实现传感器网络的故障诊断。实验仿真了由100个传感器组成的复杂网络，采集了在稳定运动60 s期间的的量测数据，每个量测数据长度为5000，其中有3个传感器处于间歇增益故障状态，以此来验证基于传感器网络同步态的节点故障诊断算法的有效性。结果表明，该算法不仅可以很好地跟踪整个传感器网络的工作状态，实时监测每个传感器网络节点的故障，而且可以利用传感器网络节点故障之间的相关性有效地识别出传感器量测数据的异常是由外界量测对象的改变还是由传感器本身故障引起的。该算法为全局评估传感器网络的工作状态和监测网络节点的局部故障提供了一个新颖可行的研究思路，期望为相关领域的研究学者提供有益的参考。

关键词：复杂网络、传感器网络、故障诊断

所属期刊栏目：39

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：重庆市基础科学与前沿技术项目cstc2016jcyjA0504。Supported by Chongqing Research Program of Foundation Science and Advanced Technology Research cstc2016jcyjA0504．

在线出版日期：2016-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：162-170