تشخیص خطای اولیه سنسور مبتنی بر مشاهده‌گر مد لغزشی با کاربرد در تجهیزات کششی راه آهن سرعت بالا

موضوعی که در این مقاله به آن پرداخته می‌شود، مسائل تشخیص خطای اولیه سنسور برای گروهی از سیستم‌های غیرخطی با عدم‌قطعیت مشاهده‌گر غیرمنطبق است. تشخیص خطای منحصر به فرد مبتنی بر مشاهده‌گر مد لغزشی برای سیستم تکمیلی طراحی شده است که به همراه سیستم اصلی و خطای اولیه سنسور تشکیل است. پارامتر‌های طراحی شده با استفاده از تکنیک‌های فیلتر خط و LMI استفاده می‌شود تا این اطمینان حاصل شود که باقی مانده‌های تولیدی در برابر عدم قطعیت‌ها مقاوم، و حرکت لغزان با خطا از بین نمی‌رود. سپس سه سطح از آستانه‌های تطبیقی براساس دینامیک‌های مد لغزان مرتبه کاهش یافته پیشنهاد شده است که به طور موثر قابلیت شناسایی خطا‌های اولیه سنسور را بهبود می‌بخشد. همچنین مطالعه موردی بر سیستم کششی در خط راه آهن سرعت بالا در چین ارائه شده است و اثربخشی طرح تشخیصی خطای اولیه سنسور را نشان خواهد داد.

This paper considers incipient sensor fault detection issue for a class of nonlinear systems with “observer unmatched” uncertainties. A particular fault detection sliding mode observer is designed for the augmented system formed by the original system and incipient sensor faults. The designed parameters are obtained using LMI and line filter techniques to guarantee that the generated residuals are robust to uncertainties and that sliding motion is not destroyed by faults. Then, three levels of novel adaptive thresholds are proposed based on the reduced order sliding mode dynamics, which effectively improve incipient sensor faults detectability. Case study of on the traction system in China Railway High-speed is presented to demonstrate the effectiveness of the proposed incipient senor faults detection schemes.