|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Виртуальные датчики для дискретных нелинейных систем
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-4-18-22
Аннотация
Описана задача построения виртуальных датчиков для заданной технической системы, снабжённой датчиками для измерения компонент её вектора состояния. Такие датчики полезны в случаях, когда имеющихся физических датчиков недостаточно или требуется заменить отказавший датчик. Использование дополнительных физических датчиков для достижения необходимого результата может потребовать дополнительных затрат, кроме того, надёжность таких датчиков, как правило, невысока. Поставлена и решена задача построения виртуальных датчиков для технических систем, описанных динамическими моделями с негладкими нелинейностями (сухое трение, люфт, гистерезис, насыщение), в условиях действия внешних возмущающих воздействий. Приведены соотношения, позволяющие построить датчик минимальной сложности для оценки заданных компонент вектора состояния системы. Синтезированный таким образом датчик будет нечувствителен или минимально чувствителен к внешним возмущениям и может стать дополнительным к имеющимся физическим датчикам или заменить отказавший физический датчик. Теоретические положения проиллюстрированы примером построения виртуальных датчиков для известной трёхтанковой системы. Проведённое моделирование на основе пакета Matlab подтвердило правильность вычислений и построений. Полученные результаты можно применять при построении отказоустойчивых систем.
При поддержке: Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект № 22-29-01303.
Об авторах
А. Н. Жирабок
Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук; Дальневосточный федеральный университет
Россия
Россия
Алексей Нилович Жирабок
Владивосток
А. В. Зуев
Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук; Дальневосточный федеральный университет
Россия
Россия
Александр Валерьевич Зуев
Владивосток
A. Е. Шумский
Дальневосточный федеральный университет
Россия
Россия
Алексей Евгеньевич Шумский
Владивосток
Список литературы
1. Жирабок А. Н., Ким Чхун Ир. Виртуальные датчики в задаче функционального диагностирования н елинейных систем // Известия РАН. Теория и системы управления. 2022. № 1. С. 40–48. https://doi.org/10.31857/S0002338822010139
2. Жирабок А. Н., Зуев А. В., Проценко A. А., Ким Чхун Ир. Методы построения робастных виртуальных датчиков // Измерительная техника. 2022. № 6. С. 17–22. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-6-17–22
3. Witczak M. Fault diagnosis and fault tolerant control strategies for nonlinear systems. Berlin, Springer, 2014. https://doi.org/10.1007/978-3-319-03014-2
4. Ahmed Q., Bhatti A., Iqbal M. IEEE Sensors Journal, 2011, vol. 11, no. 9, pp. 1832–1840. https://doi.org/10.1109/JSEN.2011.2105471
5. Heredia G., Ollero A. Sensors, 2010, vol. 10, pp. 2188–2201. httpc://doi.org/10.3390/s100302188
6. Hosseinpoor Z., Arefi M., Razavi-Far R., Mozafari N., Hazbavi S. IEEE Sensors Journal, 2021, vol. 21, no. 4, pp. 5044–5051. https://doi.org/10.1109/JSEN.2020.3033754
7. Jove E., Casteleiro-Roca J., Quntian H., Mendez-Perez J., Calvo-Rolle J. Informatica, 2019, vol. 30, no. 4, pp. 671–687. https://doi.org/10.15388/Informatica.2019.224
8. Blanke M., Kinnaert M., Lunze J., Staroswiecki M. Diagnosis and Fault-Tolerant Control. Berlin, Springer-Verlag, 2006. https://doi.org/10.1007/978-3-540-35653-0
9. Жирабок А. Н., Шумский А. Е. Алгебраические методы анализа нелинейных динамических систем. Владивосток: Дальнаука, 2008. 231 с.
10. Гретцер Г. Общая теория решёток: Пер. с англ. А. Д. Больбота и др. / под ред. Д. М. Смирнова. М.: Мир, 1982. 456 с.
11. Belikov J., Kaldmae A., Kaparin V., Kotta U., Shumsky A., Tonso M., Zhirabok A. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 2017, vol. 66, no. 1, pp. 89–107. https://doi.org/10.3176/proc.2017.1.06
12. Kaldmae A., Kotta U., Jiang B., Shumsky A., Zhirabok A. Asian J. Control. 2016, vol. 8, no. 3, рр. 858–867. https://doi.org/10.1002/asjc.1185
13. Misawa E., Hedrick J., J. Dynamic Systems, Measurement and Control, 1989, vol. 111, рр. 344–352. https://doi.org/10.1115/1.3153059
Рецензия
Для цитирования:
Жирабок А.Н., Зуев А.В., Шумский A.Е. Виртуальные датчики для дискретных нелинейных систем. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2023;(4):18-22. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-4-18-22
For citation:
Zhirabok A.N., Zuev A.V., Shumsky A.E. Virtual sensors for discrete-time nonlinear systems. Izmeritel`naya Tekhnika. 2023;(4):18-22. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-4-18-22
Просмотров:
207
Послать статью по эл. почте 