Analizando sistemas dinámicos inciertos después de transformaciones de espacio de estado en forma cooperativa: verificación de control y diagnóstico de fallas
Autores: Kersten, Julia; Rauh, Andreas; Aschemann, Harald
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Analizando sistemas dinámicos inciertos después de transformaciones de espacio de estado en forma cooperativa: verificación de control y diagnóstico de fallas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Incertidumbre
Intervalos
Circuito eléctrico
Métodos de intervalo
Control de retroalimentación
Observador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Al modelar aplicaciones de la vida real, la incertidumbre aparece en forma de, por ejemplo, aproximaciones de modelado, errores de medición o simplemente restricciones físicas. Esas incertidumbres pueden ser tratadas como estocásticas o acotadas, con límites conocidos en forma de intervalos. Este último es considerado en este documento para una aplicación de la vida real en forma de un circuito eléctrico. Esto es razonable porque el circuito eléctrico está sujeto a incertidumbres, principalmente debido a las tolerancias de los elementos del circuito y las condiciones variables de carga. Dado que los límites conservadores de peor caso para dichos parámetros son comúnmente conocidos, los métodos de intervalo pueden ser aplicados. El objetivo de este documento es demostrar un posible manejo general del sistema incierto dado. En primer lugar, esto incluye un control y un cálculo confiable de los envolventes de intervalo de los estados. Por un lado, esto se puede utilizar para predecir el comportamiento del sistema, y por otro lado para verificar el control numéricamente. Aquí, el control de retroalimentación implementado se basa en desigualdades matriciales lineales (LMIs) y los estados se predicen utilizando una técnica de envolvente de intervalo basada en cooperatividad. Dado que el sistema original no es cooperativo, se realiza una transformación. Finalmente, se implementa un observador como una herramienta de diagnóstico con respecto a mediciones defectuosas o fallas de componentes. Dado que agregar un observador de última generación destruiría esta estructura, se aplica un método que preserva la cooperatividad. En general, este documento combina métodos de diseño de control robusto y evaluaciones basadas en intervalos, y presenta una técnica de observador adecuada para mostrar la aplicabilidad de los métodos presentados.
Descripción
Al modelar aplicaciones de la vida real, la incertidumbre aparece en forma de, por ejemplo, aproximaciones de modelado, errores de medición o simplemente restricciones físicas. Esas incertidumbres pueden ser tratadas como estocásticas o acotadas, con límites conocidos en forma de intervalos. Este último es considerado en este documento para una aplicación de la vida real en forma de un circuito eléctrico. Esto es razonable porque el circuito eléctrico está sujeto a incertidumbres, principalmente debido a las tolerancias de los elementos del circuito y las condiciones variables de carga. Dado que los límites conservadores de peor caso para dichos parámetros son comúnmente conocidos, los métodos de intervalo pueden ser aplicados. El objetivo de este documento es demostrar un posible manejo general del sistema incierto dado. En primer lugar, esto incluye un control y un cálculo confiable de los envolventes de intervalo de los estados. Por un lado, esto se puede utilizar para predecir el comportamiento del sistema, y por otro lado para verificar el control numéricamente. Aquí, el control de retroalimentación implementado se basa en desigualdades matriciales lineales (LMIs) y los estados se predicen utilizando una técnica de envolvente de intervalo basada en cooperatividad. Dado que el sistema original no es cooperativo, se realiza una transformación. Finalmente, se implementa un observador como una herramienta de diagnóstico con respecto a mediciones defectuosas o fallas de componentes. Dado que agregar un observador de última generación destruiría esta estructura, se aplica un método que preserva la cooperatividad. En general, este documento combina métodos de diseño de control robusto y evaluaciones basadas en intervalos, y presenta una técnica de observador adecuada para mostrar la aplicabilidad de los métodos presentados.