تشخيص همزمان عيب در مجموعه عملگرهاي يك كوادكوپتر بر اساس فضاي پريتي

Multiple actuator fault diagnosis based on parity space for quadrotor system

در اين مقاله، يك روش جديد براي تشخيص و جداسازي عيوب همزمان در عملگرهاي يك كوادروتور معرفي شده است. مبناي اين روش، استفاده از فضاي پريتي بوده و به كمك آن امكان تشخيص چند عيب با دقت بالا فراهم شده است. با استفاده از اين روش، علاوه بر تشخيص عيب و جداسازي عملگرهاي آسيب ديده، نوع عيب موجود در عملگر نيز شناسايي مي شود. عيب موجود در سيستم از نوع ضرب شونده فرض شده است و انواع عيب از نوع پله اي، پالسي و سينوسي مورد مطالعه قرار گرفته است. با هدف افزايش دقت سيستم تشخيص و جداسازي آسيب، تعداد ده مانده براي سيستم ايجاد شده و از تركيب هاي مختلف اين مانده ها اطلاعات مورد نياز براي تشخيص عيوب همزمان عملگرها توليد شده است. با توجه به محدود بودن فضاي پريتي به سيستم هاي خطي، ديناميك كوادروتور در حالت شناور در يك نقطه (هاور) خطي سازي شده و در شبيه سازي ها بكار گرفته شده است. نتايج شبيه سازي ها، دقت بالاي روش پيشنهادي را در تشخيص و جداسازي آسيب هاي موجود در عملگر و نيز شناسايي نوع آنها را اثبات مي كند.

In this paper, a new approach to fault detection and isolation for multiple simultaneous faults for a quad-rotor system is proposed. This method is based on parity space and high accuracy diagnosis of multiple faults can be achieved with the proposed method. Another advantage of this scheme is that in addition of its fault localization capability, types of faults could be identified as well. In this research only multiplicative actuator faults is considered and step, impulse and sinusoidal fault are studied. To achieve high accuracy, 10 residuals are generated and multiple combination of these residuals are studied for diagnosis purposes. As the parity space approach is used only for linear systems, linear dynamics of quad-rotor in hovering mode is selected for simulations. Simulation results show the effectiveness and high accuracy of the proposed method in both fault detection and diagnosis and type identification of actuator faults.