Estratégias de estimação de falhas em atuadores e sensores em processos não lineares com incertezas
| Autor: | Chaves Júnior, Emanoel Raimundo Queiroz |
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| Přispěvatelé: | Cavalcanti, Anderson Luiz de Oliveira, Dorea, Carlos Eduardo Trabuco, Vale, Marcelo Roberto Bastos Guerra, Gabriel Filho, Oscar, Maitelli, André Laurindo |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) instacron:UFRN |
| Popis: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Ao longo dos anos, os processos de controle tornaram-se mais complexos, contendo um grande número de componentes que funcionam de forma integrada. Qualquer um desses componentes está sujeito a apresentar defeitos ou a mau funcionamentos. Todos esses fatores são definidos como sendo falhas, o que, por sua vez, consistem em variações inesperadas das propriedades de um determinado componente em relação à sua condição nominal de funcionamento. As falhas podem ocasionar perdas econômicas e levar risco à vida dos operários no recinto. Um sistema de controle tolerante a falhas é capaz de manter o processo de controle funcionando com um desempenho adequado mesmo na presença de falhas. Na sua abordagem ativa, a estratégia de controle nominal é reconfigurada, de modo que o efeito da falha seja acomodado. Esta reconfiguração geralmente baseia-se na estimativa da falha que, por sua vez, pode ser obtida por meio de um observador. Geralmente a eficácia de um observador está relacionada ao grau de conhecimento sobre o processo por parte do projetista. Uma alteração não prevista dos parâmetros do sistema ou a presença de incertezas pode prejudicar o desempenho do observador. Este trabalho propõe duas técnicas de projeto de observador de estado que são capazes de realizar a estimação simultânea de estados e falhas em atuadores e sensores em sistemas não lineares no tempo discreto com incertezas. O funcionamento deste método é verificado por meio de simulações computacionais baseadas em estudos de caso, envolvendo processos de controle de nível em tanques e de controle de um manipulador robótico de articulação flexível por meio de tensão. Over the years, control processes have become more complex, containing a large number of components that work in an integrated manner. Any of these components is subject to defects or malfunctions. All these factors are defined as faults, which are unexpected variations of the properties of a given component with respect to its nominal operating condition. The consequences of failures may cause economic losses and risk the life of the workers in the enclosure. A fault tolerant control system is able to keep the control process running with proper performance even in the presence of failures. In its active approach, the nominal control strategy is reconfigured so that the effect of the fault is accommodated. This reconfiguration is usually based on the estimate of the fault, which can be obtained by means of an observer. Generally the effectiveness of an observer is related to the degree of knowledge about the process by the designer. An unforeseen change in system parameters or the presence of uncertainties may adversely affect the performance of the observer. This work proposes two state observer design techniques which are able to perform the simultaneous estimation of states and faults in actuators and sensors in nonlinear systems in discrete time with uncertainties. The operation of this method is verified by means of computational simulations based on case studies involving liquid level processes and control of a flexible articulated robotic manipulator. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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