Reconfigurable Control of Nonlinear Dynamical Systems: A fault-hiding Approach

این تک نگاری تحقیقاتی راه حل هایی را برای مسائل کنترل قابل تحمل خطا برای سیستم های دینامیکی غیرخطی که بر اساس اصل پنهان کردن خطا هستند، خلاصه می کند. بر خرابی کامل محرک و سنسور تأکید دارد، اما محدود به آن نیست. در بخش اول، مونوگراف با معرفی گسترده ای از مسائل و اهداف پیکربندی مجدد کنترل و همچنین خلاصه و توضیح راه حل های سیستم های دینامیکی خطی شروع می شود. راه حل همیشه یک بلوک پیکربندی مجدد است که از محرک های مجازی خطی در مورد خطاهای محرک و سنسورهای مجازی خطی در مورد خطاهای سنسور تشکیل شده است. مزیت اصلی مفهوم پنهان کردن خطا، قابلیت استفاده مجدد از کنترل کننده اسمی است که به عنوان یک سیستم فعال در حلقه باقی می ماند در حالی که محرک مجازی و سنسور ورودی کنترل و خروجی اندازه گیری شده را با سناریوی خطا تطبیق می دهند. بخش دوم و سوم، محرک‌های مجازی و حسگرهای مجازی را به سمت کلاس‌های سیستم‌های Hammerstein-Wiener و سیستم‌های وابسته تکه‌ای گسترش می‌دهند. تحلیل‌های اصلی مربوط به بازیابی پایداری، بازیابی ردیابی نقطه تنظیم، و بازیابی عملکرد به عنوان اهداف پیکربندی مجدد است. بخش چهارم با شرح پیاده سازی های عملی و مطالعات موردی، مونوگراف را به پایان می رساند. این کتاب در درجه اول برای محققین فعال و مهندسان فعال در زمینه کنترل مقاوم در برابر خطا در نظر گرفته شده است. با توجه به نمونه های در حال اجرا زیاد، برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی علاقه مند نیز مناسب است.

This research monograph summarises solutions to reconfigurable fault-tolerant control problems for nonlinear dynamical systems that are based on the fault-hiding principle. It emphasises but is not limited to complete actuator and sensor failures. In the first part, the monograph starts with a broad introduction of the control reconfiguration problems and objectives as well as summaries and explanations of solutions for linear dynamical systems. The solution is always a reconfiguration block, which consists of linear virtual actuators in the case of actuator faults and linear virtual sensors in the case of sensor faults. The main advantage of the fault-hiding concept is the reusability of the nominal controller, which remains in the loop as an active system while the virtual actuator and sensor adapt the control input and the measured output to the fault scenario. The second and third parts extend virtual actuators and virtual sensors towards the classes of Hammerstein-Wiener systems and piecewise affine systems. The main analyses concern stability recovery, setpoint tracking recovery, and performance recovery as reconfiguration objectives. The fourth part concludes the monograph with descriptions of practical implementations and case studies. The book is primarily intended for active researchers and practicing engineers in the field of fault-tolerant control. Due to many running examples it is also suitable for interested graduate students.