сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Метод идентификации дефектов в нелинейных системах
https://doi.org/10.17586/0021-3454-2025-68-8-668-679
Аннотация
Решена задача оценивания величины дефектов в нелинейных динамических системах при наличии внешних возмущений. При решении используются метод оптимального управления на основе преобразования исходной системы к редуцированной линейной системе специального вида, чувствительной к дефектам и нечувствительной к возмущениям. В отличие от скользящих наблюдателей, традиционно используемых для решения этой задачи, предложенный метод позволяет избежать высокочастотных переключений.
При поддержке: Работа поддержана грантом Российского научного фонда (проект № 25-29-00634, https://rscf.ru/project/25-29-00634/).
Об авторах
А. А. Кабанов
Севастопольский государственный университет
Россия
Россия
Алексей Александрович Кабанов — канд. техн. наук, доцент; научно-исследовательская лаборатория „Робототехника и интеллектуальные системы управления“; зав. лабораторией
Севастополь
А. Н. Жирабок
Дальневосточный федеральный университет
Россия
Россия
Алексей Нилович Жирабок — д-р техн. наук, профессор; департамент автоматики и робототехники; профессор
Владивосток
А. В. Зуев
Институт проблем морских технологий ДВО РАН
Россия
Россия
Александр Валерьевич Зуев — д-р техн. наук, доцент; лаборатория интеллектуальных систем; зав. лабораторией
Владивосток
В. Ф. Филаретов
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН
Россия
Россия
Владимир Федорович Филаретов — д-р техн. наук, профессор; лаборатория робототехнических систем
Владивосток
Список литературы
1. Кабанов А. А., Зуев А. В., Жирабок А. Н., Филаретов В. Ф. Метод идентификации дефектов: подход на основе методов оптимального управления // Автоматика и телемеханика. 2023. № 9. С. 93–105.
2. Кабанов А. А., Зуев А. В., Филаретов В. Ф., Жирабок А. Н. Идентификация дефектов в линейных системах на основе методов оптимального управления // Изв. вузов. Приборостроение. 2022. Т. 65, № 5. С. 335–342.
3. Edwards C., Spurgeon S., Patton R. Sliding mode observers for fault detection and isolation // Automatica. 2000. Vol. 36. P. 541–553.
4. Floquet T., Barbot J., Perruquetti W., Djemai M. On the robust fault detection via a sliding mode disturbance observer // Intern. J. Control. 2004. Vol. 77. P. 622–629.
5. Yan X., Edwards C. Nonlinear robust fault reconstruction and estimation using a sliding modes observer // Automatica. 2007. Vol. 43. P. 1605–1614.
6. Rios H., Efimov D., Davila J., Raissi T., Fridman L., Zolghadri A. Non-minimum phase switched systems: HOSM based fault detection and fault identification via Volterra integral equation // Intern. J. Adapt. Contr. and Signal Proc. 2014. Vol. 28. P. 1372–1397.
7. Жирабок А. Н., Зуев А. В., Филаретов В. Ф., Шумский А. Е. Идентификация дефектов в нелинейных системах на основе скользящих наблюдателей с ослабленными условиями существования // Изв. РАН. ТиСУ. 2022. № 3. С. 21–30.
8. Жирабок А. Н., Зуев А. В., Сергиенко О., Шумский А. Е. Идентификация дефектов в нелинейных динамических системах и их датчиках на основе скользящих наблюдателей // Автоматика и телемеханика. 2022. № 2. С. 63–89.
9. Ríos-Ruiz C., Osorio-Gordillo G., Souley-Ali H., Darouach M., Astorga-Zaragoza C. Finite time functional observers for descriptor systems. Application to fault tolerant control // Proc. 2019 27th Mediterranean Conf. on Control and Automation (MED). P. 165–170.
10. Маргун А. А., Буй В., Бобцов А. А. Диагностирование параметрически неопределенных систем с произвольной относительной степенью при неизмеряемом входе // Автоматика и телемеханика. 2024. № 11. С. 36–55.
11. Nemati F., Safavi S., Zemouche A. A nonlinear observer-based approach to fault detection, isolation and estimation for satellite formation flight application // Automatica. 2019. Vol. 107. P. 474–482.
12. Venkateswaran S., Liu S., Wilhite B., Kravaris C. Design of linear residual generators for fault detection and isolation in nonlinear systems // Intern. J. Control. 2022. Vol. 95. P. 804–820.
13. Kravaris C. Functional observers for nonlinear systems // IFAC-PapersOnLine. 2016. Vol. 49. P. 505–510.
14. Isidory A. Nonlinear control systems. Berlin: Springer-Verlag, 1989.
15. Mufti I. H., Chow C. K., Stock F. T. Solution of ill-conditioned linear two-point boundary value problems by the Riccati transformation // SIAM Rev. 1969. Vol. 11, N 4. P. 616–619.
16. Naidu D. S. Optimal control systems. Electrical Engineering Handbook, Florida, Boca Raton: CRC Press, 2003. 275 p.
17. Брайсон А., Хо Ю-ши. Прикладная теория оптимального управления. М.: Мир, 1972. 544 с.
18. Khamis A., Naidu D. Nonlinear optimal tracking with incomplete state information using finite-horizon state dependent Riccati equation // 2014 American Control Conf. (ACC). Portland, Oregon, USA, 4–6 June, 2014. P. 2420–2425.
19. Жирабок А. Н., Ким Чхун Ир. Виртуальные датчики в задаче функционального диагностирования нелинейных систем // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2022. № 1. С. 67–75.
20. Жирабок А. Н., Зуев А. В., Проценко A. А., Ким Чхун Ир. Методы построения робастных виртуальных датчиков // Измерительная техника. 2022. № 6. С. 17–22.
21. Levant A. Higher-order sliding modes, differentiation and output-feedback control // Intern. J. Control. 2003. Vol. 76. P. 924–941.
22. LEM. LAH 50-P: Current Transducer LAH 50-P LEM, 2025 [Электронный ресурс]: https://www.lem.com/sites/default/files/products_datasheets/lah_50-p.pdf.
Рецензия
Для цитирования:
Кабанов А.А., Жирабок А.Н., Зуев А.В., Филаретов В.Ф. Метод идентификации дефектов в нелинейных системах. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2025;68(8):668-679. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2025-68-8-668-679
For citation:
Kabanov A.A., Zhirabok A.N., Zuev A.V., Filaretov V.F. Method for Fault Identifying in Nonlinear Systems. Journal of Instrument Engineering. 2025;68(8):668-679. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/0021-3454-2025-68-8-668-679
Просмотров:
7
Послать статью по эл. почте 