ارائه رويكردي نوين براي طراحي كنترل‌كننده تحمل‌پذير عيب عملگر بر اساس شناسايي عيب

A Novel Scheme for Actuator Fault Tolerant Controller Design based on the Fault Identification

در اين مقاله، يك رويكرد نوين براي طراحي كنترل‌كننده تحمل‌پذير عيب عملگر بر اساس شناسايي عيب در سيستم‌هاي خطي ارائه‌شده است. شناسايي عيب براي آشكارسازي عيب، تعيين عملگر معيوب (جداسازي عيب) و تخمين ديناميك نامعين عيب پيشنهاد شده است. براي آشكارسازي عيب، يك رؤيتگر تشخيصي به‌منظور نمايش وضعيت سيستم در هر لحظه و توليد سيگنال باقيمانده طراحي شده است. پس از آشكارسازي عيب، واحد جداسازي عيب متشكل از بانكي از رؤيتگرها براي تعيين عملگر معيوب فعال شده است. پس از تعيين عملگر معيوب، تخمين ديناميك نامعين عيب با حل يك نامساوي ماتريسي خطي به‌دست آمده است. سپس، كنترل‌كننده‌اي با قابليت تحمل عيب، بر اساس خروجي واحد شناسايي عيب، پيشنهاد شده است. روش پيشنهادي، كران‌داري سيگنال‌هاي سيستم حلقه‌بسته را تضمين نموده و هدف رديابي را نيز برآورده مي‌سازد. نتايج شبيه‌سازي و مقايسه براي تأييد كارايي و عملكرد روش پيشنهادي ارائه شدند.

In this paper, a novel scheme for the design of the actuator fault-tolerant controller based on the fault identification in the linear systems has been presented. Fault identification has been proposed for the fault detection, determination of the faulty actuator (fault isolation) and estimation of the fault uncertain dynamics. For fault detection, a diagnostic observer has been designed for monitoring the condition of the system at every instance and generating the residual signal. After detecting the fault, the fault isolation module composed of a bank of observers has been activated to determine the faulty actuator. After determining the faulty actuator, estimation of the fault uncertain dynamics has been achieved by solving a linear matrix inequality. Then, a fault-tolerant controller has been proposed using the output of the fault identification module. The proposed scheme ensures the boundedness of the signals of the closed-loop system in the presence of the fault and satisfies the tracking objective. Simulation and comparison results were presented for verifying the effectiveness and performance of the proposed approach.