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Nonlinear Observer-Based Fault Detection

04/1996;
Source: CiteSeer

ABSTRACT This communication deals with the problem of designing a nonlinear observer in order to achieve fault detection and localization for a wide class of nonlinear systems subjected to bounded nonlinearities. A dedicated nonlinear observer scheme (DNOS) for fault detection and identification in reconstructible systems is proposed. INTRODUCTION State observation of nonlinear dynamical systems is becoming a growing topic of investigation in the specialized literature. The reconstruction of the time behaviour of state variables remains a major problem both in control theory and process diagnosis. Researchers attention is being particularly focused on the design of adaptive observers for on-line process state estimation. There is increasing awareness that to ensure robustness in performance requires simpler and stable adaptive observer schemes. Linear systems have received considerable attention (Luenberger, 1966), (O'Reilly, 1983) leading to several stable adaptive observer systems (Kreisselm...

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    ABSTRACT: Resumen Esta comunicación presenta una visión general de las principales técnicas de detección y diagnóstico de fallos basadas en el modelo de la planta que se aplican a los sistemas dinámicos no lineales. Con el objetivo de que el trabajo quede lo más completo posible, se citan en la introducción otros métodos de diagnóstico existentes, y se dedica una sección para tratar brevemente los comportamientos y tipos de no linealidades que más frecuentemente aparecen en los sistemas dinámicos de control. Palabras Clave: Detección y diagnóstico de fallos; redundancia analítica; sistemas no lineales. 1 INTRODUCCIÓN Es un hecho que los modernos sistemas de control se vuelven cada vez más complejos y que los algoritmos de control que se implementan son cada vez más sofisticados. En consecuencia, las características de fiabilidad, disponibilidad, seguridad y protección medioambiental adquieren cada vez mayor importancia. Dichas características son importantes no solo en aquellos sistemas cuya seguridad es crítica, tales como centrales nucleares, plantas químicas y aeronaves, sino en cualquier tipo de proceso de fabricación automatizado como los implicados por ejemplo en el sector del automóvil. Para los sistemas en los que la seguridad es crítica, las consecuencias de los fallos pueden ser extremadamente serias en términos de vidas humanas, impacto medioambiental y pérdidas económicas; por lo que existe una necesidad creciente en la supervisión en línea y en el diagnóstico de fallos con el objetivo de incrementar la fiabilidad, teniendo en cuenta que los síntomas que presentan fallos que se están desarrollando pueden ayudar a evitar fallos irreversibles como caídas del sistema y catástrofes. Para aquellos sistemas donde la seguridad no es crítica, las técnicas de diagnóstico de fallos en línea se pueden utilizar para mejorar la eficiencia, mantenibilidad, disponibilidad y fiabilidad de la planta. Los métodos modernos de diagnóstico de fallos pueden aportar información del estado del sistema que permita implementar un mejor plan de mantenimiento.
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    ABSTRACT: This paper provides some new developments in the design of robust local unknown input observers for nonlinear systems based on first order Taylor approximation. The necessary and sufficient conditions for the existence of the observer are given. A numerical example is given to illustrate the attractiveness and the simplicity of the new design procedure.
    01/2011;
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    ABSTRACT: This paper propose a robust nonlinear unknown input observer "this an extension of the Luenberger observer in unknown inputs" based on first order Taylor expansion. The observer is characterized by its simplicity in the mathematical development can also attack a large class of nonlinear systems without go through a canonical transformation. A systematic method for calculating the gain of the observer is presented (11). The necessary and sufficient conditions for the existence of the observer are given. A numerical example is given to illustrate the attractiveness and the simplicity of the new design procedure. I. INTRODUCTION A fault tolerant system is able of maintaining stability and a degree of performance in the presence of disturbances. These systems are generally classified into two approaches: Passive Fault-Tolerant Control Systems and Active Fault-Tolerant Control Systems. In our case we will consider the Passive Fault-Tolerant Control Systems.
    01/2011;

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May 21, 2014