طراحی کنترل کننده با قابلیت تحمل عیب به روش فعال برای سیستم های غیرخطی
چکیده
با افزایش تقاضا برای دستیابی به قابلیت اطمینان و ایمنی در سیستم های کنترل، تشخیص عیب و طراحی کنترل کننده با قابلیت تحمل عیب در سیستم های دینامیکی توجه قابل ملاحظه ای را به خود جلب کرده است. طراحی کنترل کننده سازش پذیر در برابر عیب روش موثری است که می تواند برای تأمین پایداری و قابلیت اطمینان سیستم بکار گرفته شود. آشکارسازی عیب که به منظور نمایش وضعیت سیستم و تعیین زمان وقوع عیب بکار می رود، اولین قدم برای طراحی کنترل کننده سازش پذیر در برابر عیب می باشد. به محض آشکارسازی عیب، تخمین گر عیب با هدف تخمین دامنه و شدت عیب به صورت بهنگام فعال می گردد. تخمین عیب از آن جهت که اطلاعات مفیدی در رابطه با عیب آشکار شده برای طراحی کنترل کننده فراهم می نماید، حائز اهمیت است. از طرفی در مقایسه با آشکارسازی عیب، تخمین عیب و طراحی کنترل کننده از دشواری های خاصی برخوردار است. در این رساله، مسئله آشکارسازی و تخمین عیب و طراحی کنترل کننده سازش پذیر در برابر آن مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا، مسئله آشکارسازی و تخمین عیب در سیستم های غیرخطی نامعین بررسی می شود. در این راستا، یک روش آشکارسازی و تخمین عیب مبتنی بر شبکه موجک فازی تطبیقی ارائه می شود. روش پیشنهادی که در مورد هر دو نوع عیب ناگهانی و تکوینی در اجزاء و عملگرها قابل اعمال است، نیازمند هیچ گونه دانش اولیه ای از ماهیت عیب ها و تعداد آنها نبوده و عملکرد آن مستقل از ساختار کنترل کننده است. روش پیشنهادی به سیستم های غیرخطی لیپشیتز با حالت های غیرقابل اندازه گیری نیز تعمیم می یابد. هم چنین، حل مسئله آشکارسازی و تخمین عیب پارامتری در سیستم های غیرخطی لیپشیتز نامعین مورد مطالعه قرار گرفته و روشی مبتنی بر رویتگر تطبیقی ارائه شده است که از عملکرد مقاومی در برابر نامعینی مدل سازی و نامعینی اندازه گیری برخوردار است. در انتها، ساختار کنترل کننده سازش پذیر در برابر عیب که متشکل از یک کنترل کننده نامی مبتنی بر روش کنترل سطح دینامیکی، یک واحد آشکارسازی و تخمین عیب و یک مکانیسم جهت دستیابی به سازگاری در برابر عیب می باشد، ارائه می شود. کارایی و عملکرد روش های پیشنهادی در هر بخش، از طریق شبیه سازی هایی که بر روی مثال های کاربردی انجام شده است، نشان داده می شود.