طراحي كنترل كننده تحمل پذير عيب مبتني بركنترل پيش بين غيرخطي مقاوم جهت جبران عيب محرك ها

Robust NMPC- based Fault Tolerant Control Design for Compensation of Actuators Faults

اين مقاله يك رويكرد جديد جهت طراحی سيستم كنترل كننده تحمل پذير عيب مبتنی بر كنترل پيش بين غيرخطی مقاوم برای سيستم های چند متغيره غيرخطی افاين ارايه می كند. سيستم كنترل تحمل پذير عيب مورد نظر از يك رويه تخمين عيب مبتنی برفيلتر كالمن توسعه يافته تطبيقی برای تخمين همزمان حالت های سيستم و ضريب افت كارايی محرك ها استفاده می كند. يك واحد ناظر نيز با استفاده از روش مدل سازی عيب و اصلاح مدل به كار رفته در كنترل كننده پيش بين در هر گام نمونه برداری وظيفه جبران عيب افت كارايی و باياس محرك ها را برعهده دارد. همچنين با استفاده از جبران فيدبك در كنترل كننده پيش بين، كنترل كننده مورد نظر در برابر نامعينی های موجود در سيستم، مقاوم می شود. از مزايای مهم اين روش، برآورده كردن قيود حاكم بر ورودی های كنترل و جبران همزمان عيب باياس و افت كارايی محرك ها و عملی بودن آن است. نتايج شبيه سازی روش مورد نظر روی سيستم موتور احتراق داخلی خودرو كارايی آن را نشان می دهد.

This paper presents a new approach for fault tolerant control system (FTCs) design based on robust nonlinear model predictive control (NMPC) for multivariable affine systems. The proposed FTCs uses an estimation scheme that is based on adaptive extended kalman filter (AEKF) for the state estimation of plant and loss of effectiveness factors of actuators. A supervisor module also uses the fault modeling and correction of plant model per sampling time to accommodate bias and loss of effectiveness of actuators. In addition by feedback compensation in NMPC, the proposed controller is robust through plant uncertainties. The most important advantage of the proposed approach is its ability to deal with the constraints and simultaneous fault in actuators and it is practical. Simulation results of the proposed method on automotive engine show the effectiveness of the proposed method.