Diagnosis of closed loop linear systems
Diagnostic des systèmes linéaires en boucle fermée
Résumé
In most of the works concerning system supervision, the methods developed for fault detection and isolation are synthesized from an open-loop representation of the system. But considering real industrial applications, it appears that , most of the times, the system is inserted in a control loop with output feedback. In this context, the task of diagnosis is tedious for several reasons. Firstly, the controller is designed in order to attenuate the effect of the faults, consequently their detection becomes challenging. Secondly, due to the output feedback, the system inputs are correlated with the system outputs, which can complicate the fault isolation.
The works presented in the present thesis can be divided into two parts. The first one focuses on the systematic analysis of the sensitivity of the several signals of the control loop with respect to the faults (both additive and parametric faults have been considered). The sensitivity analysis is carried out to select the signal encompassing most information on fault in order to be used for fault diagnosis. In the second one, a fault detection and isolation method based on input-output decoupling is presented for closed-loop linear systems with additive faults. The point is to compute an output feedback such that each fault affects only one output, and thus ease the diagnosis.
The works presented in the present thesis can be divided into two parts. The first one focuses on the systematic analysis of the sensitivity of the several signals of the control loop with respect to the faults (both additive and parametric faults have been considered). The sensitivity analysis is carried out to select the signal encompassing most information on fault in order to be used for fault diagnosis. In the second one, a fault detection and isolation method based on input-output decoupling is presented for closed-loop linear systems with additive faults. The point is to compute an output feedback such that each fault affects only one output, and thus ease the diagnosis.
Dans la majeure partie des travaux effectués dans le domaine de la surveillance des systèmes, les outils servant à la détection et à la localisation des défauts sont synthétisés à partir d'une représentation en boucle ouverte du système. Or, la réalité des applications industrielles fait que les systèmes sont majoritairement insérés dans une boucle de régulation ou d'asservissement. Dans ce contexte, la tâche de diagnostic s'avère particulièrement délicate pour différentes raisons. D'une part, le contrôleur peut atténuer l'effet des défauts ce qui rend difficile leur détection. D'autre part, les entrées du système étant corrélées avec les sorties à cause du bouclage cela engendre une difficulté pour la localisation.
Les travaux présentés dans cette thèse se scindent en deux parties: la première porte sur l'analyse systématique de la sensibilité des différents signaux de la boucle de régulation par rapport aux défauts (paramétriques et non paramétriques). L'objectif est de sélectionner ceux qui contiennent le plus d'information sur les défauts pour être exploités par la procédure du diagnostic. La deuxième propose une méthode de détection et de localisation de défauts des systèmes linéaires en boucle fermée soumis à des défauts additifs. Le principe de la méthode consiste à découpler les défauts des sorties afin que chaque défaut affecte une seule sortie ce qui facilite leur localisation.
Les travaux présentés dans cette thèse se scindent en deux parties: la première porte sur l'analyse systématique de la sensibilité des différents signaux de la boucle de régulation par rapport aux défauts (paramétriques et non paramétriques). L'objectif est de sélectionner ceux qui contiennent le plus d'information sur les défauts pour être exploités par la procédure du diagnostic. La deuxième propose une méthode de détection et de localisation de défauts des systèmes linéaires en boucle fermée soumis à des défauts additifs. Le principe de la méthode consiste à découpler les défauts des sorties afin que chaque défaut affecte une seule sortie ce qui facilite leur localisation.
Domaines
Automatique / Robotique
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