عیب یابی با استفاده از مشاهده گر اغتشاش

چکیده نیاز روزافزون به عملکرد بهتر سیستم ها و بالا بردن کیفیت تولیدات از یک سو و افزایش بازده و کاهش قیمت تولیدات از سوی دیگر موجب خودکار شدن و افزایش پیچیدگی پروسه های صنعتی شده است و امروزه یک مبحث مهم در سیستم های خودکار، ایمنی و قابلیت اطمینان در آنهاست. یک راه افزایش قابلیت اطمینان در سیستمها افزایش کیفیت و قابلیت اطمینان اجزای آن، مانند: سنسورها، عملگرها، کنترل کننده ها و .... می باشد ولی این امر نیز عملکرد بدون نقص در سیستم ها را تضمین نمی کند. بنابراین پایش فرآیند و عیب یابی آن یک امر ضروری و گریزناپذیر است. در این گزارش روش عیب یابی با استفاده از مشاهده گر اغتشاش پیشنهاد و چگونگی آن شرح داده می شود. کنترل با استفاده از مشاهده گر اغتشاش، یک روش رایج در کنترل حرکت می باشد. مشاهده گر اغتشاش، با استفاده از ورودی، خروجی و مدل نامی سیستم، تغییرات رخ داده در سیستم را بصورت اغتشاش ورودی تخمین می زند که با اعمال آن به سیستم، اثر این تغییرات در خروجی جبران می شود. در این پروژه، هدف استفاده از اغتشاش تخمین زده شده، جهت عیب یابی علاوه برکنترل است. روش پیشنهادی در گروه عیب یابی مبتنی بر مدل کمی قرار دارد و در واقع، مشاهده گر اغتشاش یک تولید کننده باقیمانده است، که خـروجـی این تولیدکننده باقیمانده، علاوه بر عیب یابی، جهت کنترل به سیستم اعمال می شود. با بکارگیری حلقه های مشاهده گرهای متعدد با توجه به تعداد خروجی های سیستم و اعمال خروجی مشاهده گرها به سیستم، با توجه به ساختار سیستم به همراه مشاهده گرها، اثر یک عیب می تواند توسط یک مشاهده گر بگونه ای جبران شود که مابقی مشاهده گرها به آن حساس نباشند. در نتیجه در واقع امکان اعمال خروجی این تولیدکننده باقیمانده به سیستم، می تواند در تفکیک عیوب نیز موثر باشد. یکی از روش های رایج در تفکیک عیوب در باقیمانده ها، استفاده از روش دکوپله سازی مبتنی بر فضای پوچی است، که برای تفکیک عیوب در عیب یابی با مشاهده گر اغتشاش نیز بسط داده می شود. همچنین در این گزارش امکان بهره گیری، از روش های موجود دکوپله سازی در کنترل، جهت تفکیک عیوب، بررسی می شود . مشاهده گر حالت تعمیم یافته، در حوز? فضای حالت طراحی می شود و با اختصاص یک حالت اضافه، قادر است علاوه بر حالتها، تغییرات سیستم نسبت به مدل طراحی (مدلی که با استفاده از آن مشاهده گر طراحی می شود) را تخمین بزند. چگونگی عیب یابی با این مشاهده گر مانند روش مطرح شده برای مشاهده گر اغتشاش است. یکی از کاربردهای این مشاهده گر کاربرد در سیستم های غیرخطی است که می تواند در عیب یابی این سیستم ها بکار گرفته شود. یکی از مزیتهای عیب یابی با استفاده از مشاهده گر اغتشاش، استفاده از پیشرفتهای حاصل شده در این زمینه، ازجمله کاربرد در سیستم های با تأخیر زمانی و غیرخطی است. در این گزارش، در فصل اول تعاریف و مفاهیم عیب یابی و روش های موجود در این زمینه مرور می شود و فصل دوم به موارد و اصول طراحی مورد نیاز در فصول بعد اختصاص یافته است. در فصل سوم چگونگی عیب یابی با مشاهده گر اغتشاش شرح داده می شود و فصل چهارم به عیب یابی با مشاهده گر حالت تعمیم یافته، می پردازد. در فصل پنجم کاربرد عیب یابی با مشاهده گر اغتشاش در سیستم های با تأخیر زمانی بررسی می شود و عیب یابی مبتنی بر مشاهده گر حالت تعمیم یافته در سیستم بویلر- توربین بکارگرفته می شود و در آخر، جمع بندی و پیشنهادات، در فصل ششم ارائه می گردد.