طراحي تخمين گر عيب با استفاده از تكنيك H∞ مبتني بر داده

Fault Estimator Design using Data Driven H∞ Technique

در اين مقاله يك روش مبتني بر داده براي تخمين عيب در سيستم­هاي كنترلي ارائه شده است. مسئله تخمين عيب در چارچوب يك مسئله كنترلي در حوزه زمان مطرح و روش براي حل آن به كار برده شده است. در اينجا فرض شده كه مدل رياضي فرايند در دسترس نيست و فقط داده­ هاي ورودي و خروجي براي طراحي آشكارساز عيب به كار برده مي­شوند . معيار عملكرد آشكارسازي عيب، مينيمم ­سازي خطاي تخمين عيب درنظرگرفته شده است. همچنين از آنجايي­كه سيگنال تخمين عيب نقش يك ورودي كنترلي مجازي را بازي مي­كند روي آن جريمه ­اي در نظر گرفته شده است تا مسئله كنترل H∞ حاصل ناويژه گردد. اين اهداف به كمك تنظيم يك پارامتر اسكالر و چند ماتريس وزني برآورده مي شوند. روش كار به ­صورت يك الگوريتم بيان شده وكارايي الگوريتم بر روي يك مثال ارزيابي مي­گردد.

In this paper, a data driven method for fault estimation in control systems is proposed. The fault estimation problem is formulated as a time domain control problem and the H∞ technique is applied for solving it. The mathematical model is assumed to be unknown and only input/output (I/O) data are used for detector design. Minimizing the fault estimation error is considered as the fault detection performance measure. Also, since the estimated fault plays the role of a virtual control input, a cost is defined on it to avoiding the H∞ control problem being singular. These measures are achieved by tuning a scalar parameter and some weighting matrices. An easily implementable design algorithm summarizes the methodology presented in the paper. The proposed algorithm is applied to a numerical example in order to illustrate its effectiveness.