طراحي سيستم كنترل تحمل پذير عيب مبتني بر حسگر مجازي جهت تعيين دقيق نقطه سرج در كمپرسورهاي صنعتي

Fault tolerant control system design based on vitual sensor for determining of surge point in industrial compressors

در اين مقاله روشي نوين براي تعيين دقيق نقطه كار و نقطه سرج كمپرسور از طريق طراحي سيستم كنترل تحمل پذيرعيب حسگرها معرفي مي گردد. از روش افزونگي تحليلي و ابزار شبكه هاي عصبي ديناميكي مقاوم مبتني بر ايده مد لغزشي براي تشخيص عيب در حسگرهاي كمپرسور با فرض وجود عدم قطعيت پارامتري دركمپرسور و نويز درحسگرها استفاده مي گردد. ضعف اساسي در كاربرد شبكه هاي عصبي ديناميكي فقدان روشي قانون مند براي تعيين ماتريس پايدار هورويتز است كه اين ضعف با استفاده از روش شناسايي مبتني بر زير فضا جبران مي شود. از مدل مور-گريتزر شبيهسازي شده كمپرسور، داده هاي لازم براي توليد مانده در روش افزونگي تحليلي استخراج مي شود و سپس در بلوك ارزيابي مانده، الگوريتم ويژه اي براي تعيين مشخصات عيب ارايه مي گردد. براي طراحي سيستم كنترل تحمل پذير عيب از ايده حسگر مجازي بهره گرفته مي شود. با استفاده از نتايج شبيه سازي، مزاياي عملكرد سيستم پيشنهادي تشخيص عيب در تعيين دقيق نقطه سرج كمپرسور نشان داده مي شود.

In this paper, a novel technique is presented for determining of operating and surge point in compressor via sensor fault tolerant control. The analytical redundancy method and the dynamic neural network (DNN) based on robust identification scheme is presented to determine of compressor surge point accurately, even in the presence of uncertainty in the compressor and noise in the sensor. Generally, the main drawback of DNN method is the lack of systematic law for selecting of initial Hurwitz matrix. Therefore, the subspace identification method is proposed for selecting this matrix.The required data is obtained from compressor Moore-Greitzer simulated model. In the residual evaluation block, a specified algorithm is proposed for obtaining fault properties. Virtual sensor idea is utilized for fault tolerant control system. A number of simulation results are carried out to demonstrate and illustrate the advantages, capabilities, and performance of our proposed fault toleant control scheme.