Использование интервальных наблюдателей для диагностирования дефектов в нестационарных системах

Решается задача обнаружения и локализации дефектов в линейных нестационарных динамических системах при наличии внешних возмущений и шумов измерений. Для решения задачи применяются интервальные наблюдатели, построенные путем преобразования исходной системы к ее редуцированной модели, чувствительной к дефектам и нечувствительной к возмущениям. Особенность модели заключается в нелинейной стационарной динамике, что, в отличие от известных подходов, позволяет существенно упростить процедуру решения задачи.

1. Мироновский Л. А. Функциональное диагностирование динамических систем. М.–СПб: Изд-во МГУ-ГРИФ, 1998. 256 с.

2. Маргун А. А., Буй В., Бобцов А. А. Диагностирование параметрически неопределенных систем с произвольной относительной степенью при неизмеряемом входе // Автоматика и телемеханика. 2024. № 11. С. 36–55.

3. Жирабок А. Н., Зуев А. В. Интервальные соотношения паритета для обнаружения дефектов в дискретных стационарных динамических системах // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2024. № 5. С. 114–125.

4. Ефимов Д. В., Раисси Т. Построение интервальных наблюдателей для динамических систем с неопределенностями // Автоматика и телемеханика. 2016. № 2. С. 5–49.

5. Khan A., Xie W., Zhang L., Liu L. Design and applications of interval observers for uncertain dynamical systems // IET Circuits Devices Syst. 2020. Vol. 14. P. 721–740.

6. Чеботарев С. Г., Кремлев А. С., Синтез интервального наблюдателя для линейной системы с переменными параметрами // Изв. вузов. Приборостроение. 2013. Т. 56, №. 4. C. 42–46.

7. Chebotarev S., Efimov D., Raissi T., Zolghadri A. Interval observers for continuous-time LPV systems with L1/L2 performance // Automatica. 2015. Vol. 51. P. 82–89.

8. Жирабок А. Н., Зуев А. В. Интервальные наблюдатели для оценивания неизвестных входов в дискретных стационарных динамических системах // Автоматика и телемеханика. 2024. № 8. С. 3–19.

9. Zhang Z., Yang G. Fault detection for discrete-time LPV systems using interval observers // Intern. J. Syst. Sci. 2017. Vol. 48. P. 1–15.

10. Zhang Z., Yang G. Event-triggered fault detection for a class of discrete-time linear systems using interval observers // ISA Transactions. 2017. Vol. 68. P. 160–169.

11. Zhang Z., Yang G. Interval observer-based fault isolation for discrete-time fuzzy interconnected systems with unknown interconnections // IEEE Trans. Cybernetics. 2017. Vol. 47. P. 2413–2424.

12. Yi Z., Xie W., Khan A., Xu B. Fault detection and diagnosis for a class of linear time-varying discrete-time uncertain systems using interval observers // Proc. 39th Chinese Control Conf., Shenyang, China, July 27–29, 2020. P. 4124 4128.

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 // Intern. J. Hydrogen Energy. 2015. P. 2875 2886.

14. Blesa J., Rotondo D., Puig V. FDI and FTC of wind turbines using the interval observer approach and virtual actuators/ sensors // Control Eng. Pract. 2014. Vol. 24. P. 138–155.

15. Харьковская Т. А., Кремлев А. С., Сабирова Д. М., Ефимов Д. В., Раисси Т. Интервальный наблюдатель для модели биологического реактора // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2014. № 3. С. 39–45.

16. Ríos-Ruiz C., Osorio-Gordillo G., Souley-Ali H., Darouach M., Astorga-Zaragoza C. Finite time functional observers for descriptor systems. Application to fault tolerant control // Proc. 27th Mediterranean Conf. on Control and Automation (MED). 2019. P. 165–170.

17. Nemati F., Safavi S., Zemouche A. A nonlinear observer-based approach to fault detection, isolation and estimation for satellite formation flight application // Automatica. 2019. Vol. 107. P. 474–482.

18. Жирабок А. Н., Зуев А. В., Бобко Е. Ю., Тимошенко А. А. Построение интервальных наблюдателей для нестационарных систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2024. Т. 25, № 10. С. 513–519.

19. Жирабок А. Н., Ким Чхун Ир. Виртуальные датчики в задаче функционального диагностирования нелинейных систем // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2022. № 1. С. 67–75.

20. Зуев А. В., Жирабок А. Н., Филаретов В. Ф., Проценко А. А. Идентификация дефектов в нестационарных си стемах на основе скользящих наблюдателей // Мехатроника, автоматизация, управление. 2021. Т. 22, № 12. С. 619–627.