این پایان نامه روش جدیدی را در مسئله تشخیص خطای مقاوم سنسور، مبتنی بر مشاهده گر- به وسیله ی معیار h- /h? - روی مدل توربین گازی ارائه می دهد. در روش جدید، الگوریتم pso ی ارتقاء یافته ای با نام tpso معرفی می شود، که از آن در حل مسئله h- /h? استفاده می شود. همچنین در این پایان نامه روش های استاندارد h2 ، h? و h- /h? بررسی، و نتایج بدست آمده از تحلیل این روش ها با روش پیشنهادی مقایسه شده است. در کلیه روش های نام برده شده هدف حذف اثر اغتشاش- و در عین حال افزایش تأثیر خطا- روی سیگنال مانده است. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی در نیل به این هدف به نسبت سایر روش های مرسوم موفق تر بوده و سیگنال مانده در برابر اغتشاش مقاوم تر است.

آنچه در این پایان نامه ارائه می شود بررسی تشخیص خطا در سیستم های دینامیکی بویژه تشخیص خطای سنسور بر پایه رویتگر است. رویتگر بکار گرفته شده فیلتر کالمن می باشد که با استفاده از منطق فازی سعی بر بهبود عملکرد آن داریم. فیلتر کالمن برای تخمین حالت در شرایط نویزی بسیار کارآمد است. در عین حال وابستگی آن به مدل ریاضی سیستم باعث می شود در مواردی که در روابط فیلتر، پارامترهای سیستم بدرستی انتخاب نشده اند، نتایج تخمین معتبر نبوده و این منجر به ناکارآمدی فیلتر کالمن در زیرسیستم تشخیص خطا خواهد بود. بحث اصلی در این پایان نامه نشان دادن اثر نامطلوب انتخاب نادرست پارامترها در نتایج فیلتر و همچنین ارائه راهکاری برای مقابله با آن می باشد. روش ما در مواجهه با عدم قطعیت پارامتری فیلتر، تطبیق فازی آن است. به عبارت بهتر پارامترهای نادرست طی یک فرآیند تطبیق به سمت مقادیر مطلوب خود میل می کنند. برای این منظور اطلاعات آماری مربوط به یکی از مشخصه های فیلتر را به عنوان ورودی به یک سیستم فازی می دهیم و خروجی این سیستم فازی برای تطبیق پارامتر مورد نظر استفاده می شود. در نهایت فیلتر تطبیق یافته را در زیر سیستم تشخیص خطا بکار می گیریم.

با توجه به اهمیت قابلیت اطمینان در سیستم های کنترل، طراحی روشی برای تشخیص و بازسازی خطا اهمیت بسیاری دارد. در این پایان نامه ابتدا با استفاده از رویتگرهای مودلغزشی و بررسی و تحلیل آنها برای بازسازی خطا، به تحلیل یک نوع رویتگر تطبیقی مودلغزشی پرداختیم، سپس یک رویتگر مودلغزشی تطبیقی متفاوت پیشنهاد کرده و پایداری رویتگر پیشنهادی را با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف بررسی کرده ایم. برای طراحی رویتگر پیشنهادی نیازی به دانستن حداکثر دامنه خطا نمی باشد، و این پارامتر توسط قانون تطبیق بدست می آید. نتایج شبیه سازی نشان دهنده عملکرد مناسب این رویتگر تطبیقی در تخمین حالت و خطای محرک است. در ادامه این تحقیق، با توجه به وجود عدم قطعیت و اغتشاش در سیستم، و تاثیر آنها بر فرایند بازسازی خطای محرک، یک رویتگر مودلغزشی تطبیقی پایدار برای تخمین خطای محرک پیشنهاد و همچنین جداسازی اغتشاش از خطای محرک تضمین شده است. مزیت رویتگر پیشنهادی علاوه بر جداسازی اغتشاش از خطای محرک، در عدم نیاز به دانش در مورد حداکثر دامنه خطای محرک نیز می باشد. همچنین علاوه بر استفاده از رویتگرهای مودلغزشی در بازسازی خطای محرک، از کنترل مودلغزشی دینامیک تطبیقی برای طراحی یک سیستم حلقه بسته که در مقابل خطای محرک مقاوم است نیز استفاده شده است. روش پیشنهادی یک کنترل تحمل پذیر خطا بوده و در عین حال با فرض محدود بودن خطای محرک، قادر به بازسازی خطا نیز می باشد. همچنین برای تخمین حداکثر عدم قطعیت و اغتشاش وارد بر سیستم از قانون تطبیق استفاده شده است. سطح لغزش جدیدی برای این کنترل کننده پیشنهاد شده که عمل بازسازی خطای محرک را نیز فراهم می کند. همچنین برای تخمین حالت های غیرقابل اندازه گیری از رویتگر مقاوم ltr استفاده شده، در نهایت پایداری سیستم حلقه بسته با استفاده از روش مستقیم لیاپانوف بررسی و تضمین شده است.

در این پایان نامه, مساله آشکارسازی و جداسازی خطای مبتنی بر رویتگر برای سیستم های چند ورودی-چند خروجی را مطالعه می کنیم. پس از ارائه برخی تعاریف, مساله تشخیص خطای مبتنی بر مدل را به همراه خلاصه ای از روش های مختلف در تولید مانده معرفی می کنیم. سپس روش مبتنی بر رویتگر را توضیح مختصری می دهیم و در نهایت دو روش تشخیص خطا مبتنی بر رویتگر تطبیقی کلاسیک و روش جدید را بررسی و مقایسه می کنیم. در روش اصلی که به کار برده ایم, تاثیر دو ضریب در رویتگر تطبیقی روی سیگنال مانده را که یکی از آن دو ثابت اسکالر و دیگری ماتریس هرویتس است بررسی می کنیم. در اینجا آشکارسازی و جداسازی خطا برای محرکهای سیستم خطی هواپیمای بدون سرنشین شبیه سازی می شود. این روش از بهترین روش ها برای آشکارسازی و جداسازی خطاست به دلیل سرعت بالای تشخیص خطا در حالی که هیچ هشدار اشتباهی ندارد.

جوامع مدرن امروزی وابستگی شدیدی به سیستم های صنعتی دارند و با افزایش پیچیدگی و پیشرفت سیستم ها و استفاده از آن ها در محیط ها و کاربردهای حساس مانند کنترل پرواز و نیروگاه ها و مراکز شیمیایی تمایل روز افزونی در زمینه تشخیص خطا ایجاد شده است. چرا که عدم تشخیص به موقع خطا منجر به صدمه دیدن و از بین رفتن بخش قابل توجهی از امکانات و اطلاعات و در برخی موارد نیروی انسانی خواهد شد. این پایان نامه، طراحی سیستم تشخیص و جداسازی خطای مبتنی بر رویتگر را ارائه می دهد. پس از یک مرور اجمالی بر مسأله تشخیص خطا، ساختار رویتگر لیونبرگر و رویتگر حالت افزوده معرفی می شوند. سپس استفاده از منطق فازی در طراحی رویتگر حالت افزوده، برای بدست آوردن پهنای باند رویتگر، پیشنهاد می گردد. از رویتگر حالت افزوده ترکیب شده با منطق فازی در برنامه تشخیص خطای مقاوم حسگر استفاده می کنیم. نتایج شبیه سازی ها موثر بودن کاربرد منطق فازی در طراحی رویتگر را نشان می دهند.

در این پایان¬نامه یک راه حل بهینه h_-?h_? برای مساله تشخیص خطا در سیستم¬های غیر¬خطی نامتغیر با زمان ارایه شده¬است. در ابتدا مفاهیم اولیه خطا و انواع خطا تعریف می¬گردد و سپس یک شاخص عملکرد براساس روش h_-?h_? به¬صورت فرموله شده برای کم کردن اثر اغتشاش و افزایش اثر خطا در سیگنال باقیمانده ارایه می¬شود. سپس یک فیلتر بهینه برای حل مساله خطا از روش h_-?h_? با حل مساله lmi بهینه شده برای سیستم تانک راکتور cstr طراحی می¬گردد. سپس نتایج شبیه¬سازی با روش¬های دیگر مبتنی بر رویتگر از قبیل رویتگرهای لیونبرگر، h_2، h_? و h_2?h_? مقایسه می¬شود.

با افزایش روز¬افزون تقاضای مشتریان بزرگ و کوچک صنعتی برای تولید محصولات با کیفیت¬تر و پربازده¬تر، نوعی کنترلر ناظر تحت عنوان تشخیص و شناسایی خطا بوجود آمد. روش¬های پیشرفته تشخیص و شناسایی خطا نیز بیشتر بر مبنای ریاضیات سیگنالی و مدل¬های تحلیلی است که از راه تحلیل تئوری سیستم و گاها شبیه¬سازی¬هایی است که از طریق افراد خبره و متخصص امر به¬دست می-آید. در این پایان نامه به ترتیب به معرفی انواع خطا، روش¬های شناسایی خطا، سپس به معرفی مشاهده¬گر مود لغزشی و پیاده سازی ان برای تشخیص خطا روی آورده¬ایم. ایده بکار گرفته شده پیاده سازی الگوریتم بهینه سازی بر روی مشاهده¬گر مود لغزشی مبتنی بر شبکه عصبی به¬منظور تشخیص خطا، بدون انجام خطی سازی است. برای بررسی صحت و کارایی ایده؛ مقایسه ای بین خطای تخمین حالات، خطای تخمین خطا، تخمین حالات و تخمین خطا انجام شده است.

در این رساله، ابتدا یک مدل دینامیکی جامع برای سیستم تبدیل انرژی بادی ارائه می شود که قسمت های مکانیکی و الکتریکی را با جزئیات مناسبی شامل می شود. توسط این مدل می توان انواع خطاها از قبیل خطای سنسورها، محرک ها و شبکه قدرت را مورد بررسی قرار داد و اثر آن خطاها را بر سیگنال های مختلف سیستم مشاهده نمود. این در حالی است که مدل هایی که تاکنون ارائه شده اند دارای این ضعف هستند که در آنها نمی توان خطاها را در قسمت های مختلف سیستم مدل سازی و اثر آن ها را در قسمت های مختلف سیستم مشاهده نمود. سپس یک سیستم تشخیص و جداسازی خطا ارائه می شود تا توسط آن، خطاهای به وقوع پیوسته در زمان کوتاه شناسایی شوند، به نحوی که عملکرد صحیح سیستم تضمین و از خسارات شدید اقتصادی جلوگیری شود. این سیستم تشخیص و جداسازی خطا با استفاده از شبکه های عصبی دینامیکی بازگشتی طراحی می شود که توسط آن می توان خطاهای به وقوع پیوسته در سنسور سرعت زاویه ای ژنراتور، سنسورها و محرک های فراز را تشخیص داد. نوآوری های این رساله بدین شرح می باشند که در آنالیز خطاهای سیستم تبدیل انرژی بادی و طراحی سیستم تشخیص و جداسازی خطا برای آن، از یک مدل دینامیکی جامع استفاده می شود؛ همچنین جهت جداسازی خطاهای سیستم فراز با سطح آستانه ثابت، استفاده از میانگین سیگنال مانده پیشنهاد می شود و سپس برای مقاوم سازی طرح، سطح آستانه تطبیقی فازی ارائه می گردد. مقایسه نتایج شبیه سازی برای سطوح آستانه ثابت، تطبیقی و تطبیقی فازی نشان دهنده آن است که استفاده از سطح آستانه تطبیقی فازی موجب کاهش تعداد هشدارهای اشتباه و از دست رفته می شود. در نهایت با استفاده از سیستم تشخیص و جداسازی خطای عصبی-فازی، پیشنهاد می شود که کنترل کننده تحمل پذیر خطای فعال جایگزین کنترل کننده فراز نامی شود. این سیستم کنترل، شامل بلوک های اصلاح سیگنال خطادار و بانکی از کنترل کننده ها می باشد. استفاده از طرح پیشنهادی منجر به دریافت توان بیشتر و افزایش سطح عملکرد سیستم تبدیل انرژی بادی در هنگام بروز خطا در سنسور سرعت زاویه ای ژنراتور می شود. از طرح ارائه شده در این رساله می توان برای شناسایی خطاها در سایر قسمت های سیستم نیز استفاده کرد.

خطا جز لاینفک هر سیستم صنعتی است. در این پایان نامه یک روش تشخیص خطای مقاوم عمل گر مبتنی بر رویتگر عصبی برای یک کلاس از سیستم های غیر خطی ارائه شده است. بر خلاف بسیاری از کارهای انجام شده که حالت های دینامیکی سیستم در دسترس فرض می شوند، روش پیشنهادی وابستگی به حضور یا عدم حضور حالت های سیستم ندارد. با استفاده از یک رویتگر عصبی توابع نامعلوم سیستم و حالت ها تخمین زده می شوند. قوانین بروز رسانی شبکه عصبی محاسبه شده اند و پایداری رویتگر مورد استفاده بر اساس تئوری لیاپانوف اثبات شده است. با آزمایش روی سیستم یک روبات تک لینکی کارایی روش پیشنهادی نشان داده شده است.