Fault Tolerant Control Schemes Using Integral Sliding Modes

ویژگی کلیدی یک سیستم کنترل تحمل خطا (FTC) توانایی آن در حفظ ثبات کلی سیستم و عملکرد قابل قبول در مواجهه با خطاها و خرابی‌ها در سیستم بازخورد است. در این کتاب، طرح‌های تخصیص کنترل حالت لغزشی یکپارچه (ISM) برای FTC شرح داده شده است، که پتانسیل حفظ عملکرد تقریباً بدون عیب اسمی (برای کل پاسخ سیستم)، در مواجهه با خطاهای محرک و حتی کامل را دارند. خرابی عملگرهای خاص به طور کلی یک کنترل کننده ISM مبتنی بر مدلی از نیروگاه با هدف ایجاد یک کنترل کننده بازخورد غیرخطی متحمل خطا که عملکرد حلقه بسته آن در طول فرآیند طراحی ایجاد می شود. رویکرد دوم شامل برازش مجدد یک طرح ISM به کنترل کننده بازخورد موجود برای معرفی تحمل خطا است. این ممکن است از دیدگاه صنعتی سودمند باشد، زیرا تحمل خطا را می توان بدون تغییر حلقه های کنترل موجود معرفی کرد. یک مدل معیار با وفاداری بالا از یک هواپیمای حمل و نقل بزرگ برای نشان دادن کارایی طرح‌های FTC استفاده می‌شود. به طور خاص، طرحی مبتنی بر نمایش LPV روی یک شبیه‌ساز پرواز حرکتی پیاده‌سازی و آزمایش شده است.

The key attribute of a Fault Tolerant Control (FTC) system is its ability to maintain overall system stability and acceptable performance in the face of faults and failures within the feedback system. In this book Integral Sliding Mode (ISM) Control Allocation (CA) schemes for FTC are described, which have the potential to maintain close to nominal fault-free performance (for the entire system response), in the face of actuator faults and even complete failures of certain actuators. Broadly an ISM controller based around a model of the plant with the aim of creating a nonlinear fault tolerant feedback controller whose closed-loop performance is established during the design process. The second approach involves retro-fitting an ISM scheme to an existing feedback controller to introduce fault tolerance. This may be advantageous from an industrial perspective, because fault tolerance can be introduced without changing the existing control loops. A high fidelity benchmark model of a large transport aircraft is used to demonstrate the efficacy of the FTC schemes. In particular a scheme based on an LPV representation has been implemented and tested on a motion flight simulator.