محققان دانشگاه علم و صنعت ايران موفق به تشخيص عيب سيستم‌هاي غيرخطي بر مبناي رويتگر مقاوم شدند.

به گزارش پایگاه فراخوانهای علمی پژوهشی کشور، تشخيص عيب سيستم‌هاي کنترل پيچيده يکي از مهم‌ترين موضوع‌هاي تحقيقاتي بين مهندسان کنترل در طول نيم قرن گذشته است. در سال‌هاي اخير توجه محققان به سمت طراحي روش‌هاي مقاوم آشکارسازي و تشخيص عيب براي سيستم‌هاي خطي و غيرخطي جلب شده است. بسياري از روش‌هاي پيشنهادي در اين زمينه بر مبناي رويتگر حالت مقاوم است که مي‌تواند تخمين صحيحي از حالت‌هاي سيستم با وجود دسته وسيعي از نامعيني‌هاي مدل‌سازي و اغتشاش را فراهم ‌کند. بايد توجه داشت که تخمين حالت مقاوم به شرايط خاصي نياز دارد که پياده‌سازي آن را محدود مي‌کند. اين موضوع براي سيستم‌هاي غيرخطي از پيچيدگي بالاتري برخوردار است. جعفر زارعي، دانشجوي دکتري دانشکده مهندسي برق دانشگاه علم و صنعت ايران در رساله خود به بررسي اين موضوع پرداخته است.

يکي از اهداف اين رساله ارائه روشي است که داراي دقت مناسبي باشد و از طرفي نسبت به روش‌هاي ارائه شده تا کنون براي آشکارسازي مقاوم عيب سيستم‌هاي غيرخطي تا حد امکان ساده‌تر باشد.

در اين پژوهش، بدين منظور ابتدا يک روش غيرخطي با استفاده از الگوريتم «فيلتر کالمن خنثي» براي آشکارسازي عيب در سيستم‌هاي غيرخطي پيشنهاد ‌شد. در ادامه همگرايي «فيلتر کالمن خنثي» بررسي ‌شد و شرايط همگرايي محلي آن به دست آمد. براي نشان دادن قابليت روش ارائه شده، اين روش به مدل غيرخطي يک فرايند، اعمال و برتري آن نسبت به روش‌هايي که از خطي‌سازي استفاده مي‌کنند، مانند فيلتر کالمن تعميم يافته، نشان داده شد. از آن جا که اين فيلتر به تنهايي قادر به حل مشکل عدم قطعيت در سيستم نيست، مفهوم ورودي ناشناخته، معرفي و از رويتگرهاي مشهور به رويتگر با ورودي ناشناخته براي آشکارسازي عيب همان سيستم غيرخطي که حول نقطه کار خطي شده است، استفاده شد.

همچنين در اين تحقيق، نشان داده شد که با در نظر گرفتن يک ورودي ناشناخته در سيستم و در نظر گرفتن اثر آن در طراحي رويتگر مي‌توان اثر ورودي‌هاي ناشناخته يا عدم قطعيت در سيستم را از عيب جدا كرد.

در ادامه، رويتگر با ورودي ناشناخته خطي به حالت کلي‌تر، تعميم داده و نشان داده شد که مي‌توان از الگوريتم ارائه شده توسط کالمن نيز براي محاسبه بهره رويتگر استفاده كرد. بنابراين چنانچه از روش‌هاي تعميم يافته کالمن براي محاسبه بهره رويتگر در سيستم‌هاي غيرخطي، مانند فيلتر کالمن تعميم يافته يا تبديل خنثي، استفاده كرد، مي‌توان بدون خطي‌سازي به طراحي رويتگر با ورودي ناشناخته براي آشکارسازي عيب در سيستم‌هاي غيرخطي پرداخت.

همچنين در ادامه اين پژوهش،‌ همگرايي رويتگر طراحي شده مورد بررسي قرار گرفت و براي نشان دادن قابليت آن به سيستم معرفي شده قبل اعمال شد.

نتايج اين پژوهش حاكي از آن است که رويتگر طراحي شده قادر است به خوبي بين اثر عيب و عدم قطعيت يا همان ورودي ناشناخته تمايز قائل شود.