Abstract
In this paper, the fault-tolerant tracking control of petri nets is considered. The control aim is to steer a petri net in case of faults from an initial marking into a destination marking by an appropriate firing sequence. Sensor, actuator and process faults in the plant are modeled based on four types of faulty transitions. Depending on the characteristics of the faults, two approaches are proposed to handle the faults. The tracking control problem is realized by solving two integer linear programming problems. This two-step approach reduces the computational effort significantly. Faults are taken into account as constraints and by adapting the firing sequence. Finally, an example is given to illustrate the proposed fault-tolerant tracking control approach.
Zusammenfassung
In diesem Beitrag wird eine fehlertolerante Folgesteuerung für Petri-Netze betrachtet. Das Ziel dabei ist es, das Petri-Netz im Fehlerfall mithilfe einer geeigneten Schaltsequenz von einer Anfangsmarkierung in eine Zielmarkierung zu lenken. Dabei werden Sensor-, Aktor- und Prozessfehler basierend auf vier Arten von fehlerhaften Transitionen modelliert. Abängig von den Fehlereigenschaften werden zwei Handhabungsansätze vorgeschlagen. Die Folgesteuerung wird dabei über das Lösen von zwei ganzzahligen linearen Optimierungsproblemen bestimmt. Dieser zweistufige Ansatz führt zu einer erheblichen Verringerung des Rechenaufwands. Fehler werden durch das Hinzufügen von Nebenbedingungen im Optimierungsproblem und dem Anpassen der Schaltsequenz berücksichtigt. Zuletzt wird ein Beispiel vorgestellt, um den vorgeschlagenen Ansatz zur fehlertoleranten Folgesteuerung zu veranschaulichen.
About the authors
Raphael Fritz studied business management and engineering in the field of electrical engineering at the University of Kaiserslautern and is a Ph.D student at the Institute of Automatic Control. His research interests include fault diagnosis and fault-tolerant control of discrete event systems.
University of Kaiserslautern, Institute of Automatic Control, Erwin-Schrödinger Str. 12, 67653 Kaiserslautern, Tel.: +49-(0)631-205-4310
Prof. Dr. Ping Zhang is head of the Institute of Automatic Control at the University of Kaiserslautern. Her research interests include fault diagnosis, fault-tolerant control, security and safety in automation, control and diagnosis of biological systems and building automation.
University of Kaiserslautern, Institute of Automatic Control, Erwin-Schrödinger Str. 12, 67653 Kaiserslautern, Tel.: +49-(0)631-205-5543
©2018 Walter de Gruyter Berlin/Boston
