Interval parity relations for fault diagnosis in discrete-time stationary dynamic systems

A. Zhirabok; Жирабока А. Н.; A. Zuev; Зуев В. В.

doi:10.31857/S0002338824050078

Интервальные соотношения паритета для обнаружения дефектов в дискретных стационарных динамических системах

Авторы: Жирабока А.Н.¹^,2, Зуев В.В.²
Учреждения:
1. Дальневосточный федеральный ун-т
2. Институт проблем морских технологий ДВО РАН
Выпуск: № 5 (2024)
Страницы: 114-125
Раздел: СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ
URL: https://ogarev-online.ru/0002-3388/article/view/280859
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002338824050078
EDN: https://elibrary.ru/TDZHIL
ID: 280859

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Рассматривается задача построения так называемых интервальных соотношений паритета для решения задачи обнаружения дефектов в стационарных дискретных системам, описываемых линейными и нелинейными динамическими моделями, при наличии внешних возмущений. Решение основывается на модели исходной системы, имеющей минимальную размерность, оценивающую некоторую линейную функцию вектора выхода системы и нечувствительную или минимально чувствительную к возмущениям. Полученные результаты позволяют строить соотношения паритета, на базе которых решается задача обнаружения дефектов. Теоретические результаты иллюстрируются примером.

Ключевые слова

динамические системы, возмущения, интервальные соотношения паритета, диагностирование

Полный текст

Об авторах

А. Н. Жирабока

Дальневосточный федеральный ун-т; Институт проблем морских технологий ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhirabok@mail.ru
Россия, Владивосток; Владивосток

В. В. Зуев

Институт проблем морских технологий ДВО РАН

Email: zhirabok@mail.ru
Россия, Владивосток

Список литературы

Ефимов Д.В. Построение интервальных наблюдателей для динамических систем с неопределенностями // АиТ. 2016. № 2. С. 5–49.
Khan A., Xie W, Zhang L., Liu L. Design and Applications of Interval Observers for Uncertain Dynamical Systems // IET Circuits Devices Syst. 2020. V. 14. P. 721–740.
Кремлев А.С., Чеботарев С.Г. Синтез интервального наблюдателя для линейной системы с переменными параметрами // Изв. вузов. Приборостроение. 2013. Т. 56. № 4. C. 42–46.
Chebotarev S., Efimov D., Raissi T., Zolghadri A. Interval Observers for Continuous-Time LPV Systems with $L_{1} {/L}_{2}$ Performance // Automatica. 2015. V. 51. P. 82-89.
Mazenc F., Bernard O. Asymptotically Stable Interval Observers for Planar Systems with Complex Poles // IEEE Trans. Automatic Control. 2010. V. 55. № 2. P. 523–527.
Zheng G., Efimov D., Perruquetti W. Interval State Estimation for Uncertain Nonlinear Systems // IFAC Nolcos 2013. Toulouse, France, 2013.
Zhang K., Jiang B., Yan X., Edwards C. Interval Sliding Mode Based Fault Accommodation for Non-Minimal Phase LPV Systems with Online Control Application // Int. J. Control. 2019. № 2. https://doi.org/10.1080/00207179.2019.1687932
Жирабок А.Н., Зуев А.В., Ким Чхун Ир. Метод построения интервальных наблюдателей для стационарных линейных систем // Изв. РАН. ТиСУ. 2022. № 5. С. 3-13.
Rotondo D., Fernandez-Cantia R., Tornil-Sina S., Blesa J., Puig V. Robust Fault Diagnosis of Proton Exchange Membrane Fuel Cells Using a Takagi-Sugeno Interval Observer Approach // Int. J. Hydrogen Energy. №1. 2016.
Zhang Z., Yang G. Interval Observer-Based Fault Isolation for Discrete-Time Fuzzy Interconnected Systems With Unknown Interconnections // IEEE Trans. on Cybernetics. № 5. 2017. https://doi.org/10.1109/TCYB.2017.2707462
Kravaris C, Venkateswaran S. Functional Observers with Linear Error Dynamics for Nonlinear Systems // Systems Control Lett. 2021. V. 157. P. 105021.
Liu L., Xie W., Khan A., Zhang L. Finite-Time Functional Interval Observer for Linear Systems with Uncertainties // IET Control Theory and Applications. 2020. V. 14. № 18. P. 2868–2878.
Meyer L. Robust Functional Interval Observer for Multivariable Linear Systems // J. Dynamic Systems, Measurement, and Control. 2019. V. 141. № 9. Art. no. 094502.
Venkateswaran S., Liu Q, Kravaris C. Design of linear Residual Generators for Fault Detection and Isolation in Nonlinear Systems // Int. J. Control. 2022. V. 95. P. 804–820.
Venkateswaran S., Wilhite B., Kravaris C. Functional Observers with Linear Error Dynamics for Discrete-Time Nonlinear Systems, with Application to Fault Diagnosis // Preprint 2021. https://www.researchgate.net/publication/352177782
Blanke M., Kinnaert M., Lunze J., Staroswiecki M. Diagnosis and Fault Tolerant Control. Berlin: Springer-Verlag, 2016.
Жирабок А.Н. Диагностические наблюдатели и соотношения паритета: сравнительный анализ // АиТ. 2012. № 5. С. 141–160.
Квакернаак Х., Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления. М.: Мир, 1977.
Жирабок А.Н., Шумский А.Е., Соляник С.П., Суворов А.Ю. Метод построения нелинейных робастных диагностических наблюдателей // АиТ. 2017. № 9. С. 34–48.
Zhirabok A., Shumsky A., Scherbatyuk A. Nonparametric Methods for Fault Diagnosis in Dynamic Systems // Int. J. Robust and Nonlinear Control. 2018. V. 28. № 17. P. 5424–5436.
Жирабок А.Н., Шумский А.Е. Непараметрический метод диагностирования нелинейных динамических систем // АиТ. 2019. № 2. С. 24–45.
Жирабок А.Н., Зуев А.В., Шумский A.Е., Бобко Е.Ю. Построение интервальных наблюдателей для дискретных нелинейных динамических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2023. Т. 24. № 6. С. 283–291.
Low X., Willsky A., Verghese G. Optimally Robust Redundancy Relations for Failure Detection in Uncertain Systems // Automatica. 1996. V. 22. P. 333–344.