Switched System Model-Based Approaches for Detection and Isolation of Multiplicative Intermittent Faults in Dynamic Systems

Multiplikative intermittierende Fehler sind in industriellen Prozessen und Systemen weit verbreitet, deren Auswirkungen ernsthafte Produktionssicherheitsprobleme verursachen können. Daher ist die Früherkennung multiplikativer intermittierender Fehler von praktischer Bedeutung. Motiviert durch diese Beobachtungen werden in dieser Arbeit die Fehlererkennungsschemata an Systemen mit multiplikativen intermittierenden Fehlern untersucht. Da die Dynamik des Systems mit multiplikativen intermittierenden Fehlern durch das vermittelte System beschrieben werden kann, wird das vermittelte System verwendet, um die Systeme mit multiplikativen intermittierenden Fehlern zu beschreiben. Basierend auf dem auf der Switched-System-Theorie basierenden Framework werden die Fehlererkennungsschemata für deterministische und stochastische Systeme mit intermittierenden Fehlern untersucht, was den Hauptbeitrag dieser Arbeit darstellt. Darüber hinaus ist aus den Analysemethoden in geschalteten Systemen bekannt, dass die Häufigkeit und das letzte Mal von intermittierenden Fehlern die Stabilität des Gesamtsystems beeinflussen können, so dass die Stabilitätsanalyse auch beim integrierten Entwurf von Fehlererkennungsverfahren berücksichtigt werden sollte. Bei der Untersuchung des Fehlererkennungsansatzes an deterministischen Systemen mit intermittierenden Fehlern werden die Linearmatrix-Ungleichheitstechnologie und das Gain-Scheduling-Verfahren verwendet, um dynamische Schwellenwerte zu entwerfen, die die Fehlererkennungsrate des Fehlererkennungsschemas erhöhen. Beim Fehlererkennungsansatz für stochastische dynamische Systeme werden ein Likelihood-Ratio-Test und eine randomisierte algorithmusgestützte Technik angewendet, und die Stabilitätsbedingung wird durch die Methode der durchschnittlichen Verweilzeit analysiert. Schließlich wird anhand von zwei verschiedenen Beispielen die Machbarkeit von zwei vorgeschlagenen Fehlererkennungsverfahren bewiesen.

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