Robust Model-Based Fault Diagnosis for Dynamic Systems

تقاضای فزاینده ای برای سیستم های پویا وجود دارد که ایمن تر و قابل اطمینان تر شوند. این الزام فراتر از سیستم‌های حیاتی ایمنی پذیرفته‌شده راکتورهای هسته‌ای و هواپیماها که ایمنی در آنها بسیار مهم است، به سیستم‌هایی مانند وسایل نقلیه خودران و راه‌آهن‌های سریع که در دسترس بودن سیستم حیاتی است، گسترش می‌یابد. واضح است که تشخیص خطا (شامل تشخیص و جداسازی خطا، FDI) به موضوع مهمی در تئوری و عمل کنترل مدرن تبدیل شده است. به عنوان مثال، تعداد مقالات در مورد FDI ارائه شده در بسیاری از کنفرانس های مرتبط با کنترل به طور پیوسته در حال افزایش است. موضوع تشخیص و جداسازی خطا همچنان به یک زمینه تحقیقاتی تثبیت شده در مهندسی کنترل می رسد. مقدار زیادی از دانش در مورد تشخیص خطا مبتنی بر مدل در ادبیات از ابتدای دهه 1970 جمع آوری شده است. با این حال، انتشارات در بسیاری از مقالات و چند کتاب ویرایش شده پراکنده است. تا پایان سال 1997 هیچ کتابی وجود ندارد که موضوع را در چارچوب یکپارچه ارائه کند. پیامد این امر فقدان "زبان مشترک" است، محققان مختلف از اصطلاحات مختلفی استفاده می کنند. این مشکل مانع از پیشرفت تکنیک‌های سرمایه‌گذاری مستقیم خارجی مبتنی بر مدل شده و نگرانی زیادی در جامعه پژوهشی ایجاد کرده است. مقالات نظرسنجی زیادی برای مقابله با این مشکل منتشر شده است. با این حال، کتابی که مطالب را در قالب یکپارچه ارائه کند و پایه و اساس جامعی از FDI مبتنی بر مدل ارائه دهد، به فوریت مورد نیاز است.

There is an increasing demand for dynamic systems to become more safe and reliable. This requirement extends beyond the normally accepted safety-critical systems of nuclear reactors and aircraft where safety is paramount important, to systems such as autonomous vehicles and fast railways where the system availability is vital. It is clear that fault diagnosis (including fault detection and isolation, FDI) has been becoming an important subject in modern control theory and practice. For example, the number of papers on FDI presented in many control-related conferences has been increasing steadily. The subject of fault detection and isolation continues to mature to an established field of research in control engineering. A large amount of knowledge on model-based fault diagnosis has been ac­ cumulated through the literature since the beginning of the 1970s. However, publications are scattered over many papers and a few edited books. Up to the end of 1997, there is no any book which presents the subject in an unified framework. The consequence of this is the lack of "common language", dif­ ferent researchers use different terminology. This problem has obstructed the progress of model-based FDI techniques and has been causing great concern in research community. Many survey papers have been published to tackle this problem. However, a book which presents the materials in a unified format and provides a comprehensive foundation of model-based FDI is urgently needed.