Διαγνωση Βλαβων Σε Συστηματα Αυτοματου Ελεγχου

Abstract

Οι μέθοδοι διάγνωσης αστοχιών, οι οποίες βασίζονται σε περιγραφές των συστημάτων στον χώρο κατάστασης, είναι ευρέως χρησιμοποιούμενες. Μια υποσχόμενη αναλυτική μέθοδος -που αποτελεί και το αντικείμενο της παρούσας εργασίας- είναι το φίλτρο ανίχνευσης αστοχιών.Ένα φίλτρο ανίχνευσης αστοχιών σχεδιάζεται, γενικά, για να παρέχει πληροφορία, η οποία βοηθά στην ανίχνευση και τον εντοπισμό σφαλμάτων σε ενεργοποιητές, αισθητήρες και μεταβολές της δυναμικής ενός γραμμικού, χρονικά αμετάβλητου συστήματος. Ειδικότερα, η έξοδος του φίλτρου είναι ένα «αναμενόμενο» διάνυσμα μετρήσεων των αισθητήρων. Αντιπροσωπεύει τις εξόδους των αισθητήρων που θα λαμβάναμε αν δεν υπήρχε καμία αστοχία στις μετρήσεις, αλλαγή δυναμικής ή άλλες διαταραχές. Δηλαδή, αν δεν υπάρχει καμία διαταραχή, η έξοδος του φίλτρου προσεγγίζει το πραγματικό διάνυσμα εξόδου των αισθητήρων ασυμπτωτικά όσο η επίδραση των σφαλμάτων στις αρχικές συνθήκες σβήνει. Όταν υπάρχουν διαταραχές θα υπάρχει διαφορά μεταξύ της αναμενόμενης εξόδου από το φίλτρο και της πραγματικής εξόδου από τους αισθητήρες. Αυτή η διαφορά ή το σήμα σφάλματος χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένες ιδιότητες και αποτελεί την βασική πληροφορία για τον εντοπισμό της πηγής των σφαλμάτων. Η ανίχνευση και αναγνώριση των προβληματικών αισθητήρων με φίλτρα ανίχνευσης αστοχιών είναι ανεξάρτητες από τον τρόπο με τον οποίο ένα στοιχείο παρουσιάζει βλάβη με την προϋπόθεση ότι η βλάβη αυτή αλλάζει την έξοδο του συστήματος. Απουσία αστοχιών, το φίλτρο ανίχνευσης λειτουργεί ως ένας συνήθης παρατηρητής κατάστασης.Στη συγκεκριμένη εργασία εφαρμόστηκε η μέθοδος των φίλτρων ανίχνευσης αστοχιών σε ένα μοντέλο του συστήματος προσανατολισμού ενός δορυφόρου στον χώρο για ανίχνευση και εντοπισμό αστοχιών στους αισθητήρες του. Σε όλες τις εξεταζόμενες περιπτώσεις αστοχιών, παρατηρήθηκαν διαφοροποιήσεις στη δυναμική συμπεριφορά του συστήματος.