@PhDThesis{Teixeira:2005:DeIdRe,
author = "Teixeira, Adilson de Jesus",
title = "Detec{\c{c}}{\~a}o identifica{\c{c}}{\~a}o e
reconfigura{\c{c}}{\~a}o de falhas m{\'u}ltiplas em sensores de
sistemas lineares invariantes no tempo",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2005",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2005-12-09",
keywords = "detec{\c{c}}{\~a}o de falhas m{\'u}ltiplas,
reconfigura{\c{c}}{\~a}o de sistema, sistema tolerante a falhas,
redund{\^a}ncia anal{\'{\i}}tica, observador de Luenberger,
fun{\c{c}}{\~a}o de decis{\~a}o, l{\'o}gica de decis{\~a}o,
multiple fault detection, system reconfiguration, fault tolerant
system, analytical redundancy, Luenberger observer, decision
function, decision logic.",
abstract = "Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma t{\'e}cnica para
a detec{\c{c}}{\~a}o, identifica{\c{c}}{\~a}o e
reconfigura{\c{c}}{\~a}o de falhas m{\'u}ltiplas em sensores
(DIRFMS) de sistemas lineares invariantes no tempo utilizando a
abordagem da redund{\^a}ncia anal{\'{\i}}tica. Ele {\'e} o
resultado do estudo de v{\'a}rias t{\'e}cnicas de
detec{\c{c}}{\~a}o e identifica{\c{c}}{\~a}o de falhas
encontradas na literatura que utilizam {\`a} t{\'e}cnica de
observadores de estado, devido {\`a} sua rapidez de resposta, mas
que, originalmente, foram desenvolvidas para detectar e
identificar falhas simples em sensores. Dentre as t{\'e}cnicas
estudadas duas foram selecionadas e estendidas para detectar e
identificar falhas m{\'u}ltiplas em sensores. Este trabalho
tamb{\'e}m desenvolveu nova t{\'e}cnica, que foi testada com
tr{\^e}s auto-estruturas diferentes do observador de Luenberger,
para detectar e identificar falhas m{\'u}ltiplas em sensores.
V{\'a}rios estudos de casos, baseados num modelo linearizado e
com par{\^a}metros congelados inspirado em um Ve{\'{\i}}culo
Lan{\c{c}}ador de Sat{\'e}lites (VLS), s{\~a}o apresentados
para comparar o desempenho das duas t{\'e}cnicas selecionadas e
estendidas e da t{\'e}cnica desenvolvida. Dentre elas, a que
apresentou o melhor desempenho foi escolhida; e, para tornar os
estudos mais realistas, foram tamb{\'e}m avaliadas as
influ{\^e}ncias dos ru{\'{\i}}dos nos sensores. Ap{\'o}s
desenvolver tal subsistema de detec{\c{c}}{\~a}o e
identifica{\c{c}}{\~a}o das falhas m{\'u}ltiplas em sensores,
um subsistema para a reconfigura{\c{c}}{\~a}o da lei de controle
foi projetado visando manter a planta controlada est{\'a}vel,
mesmo quando um ou v{\'a}rios sensores falharem. Os resultados
mostram que a t{\'e}cnica escolhida consegue detectar,
identificar e reconfigurar falhas m{\'u}ltiplas em sensores
dentro das hip{\'o}teses adotadas e das condi{\c{c}}{\~o}es
simuladas. Finalmente, foi verificada a influ{\^e}ncia das
perturba{\c{c}}{\~o}es nos atuadores e das varia{\c{c}}{\~o}es
de par{\^a}metros na din{\^a}mica da planta no subsistema
DIRFMS. ABSTRACT: This work has as objective to develop a
technique for the detection, identification and reconfiguration of
multiple faults in sensors of linear time invariant systems using
the analytical redundancy approach. It is the result of the study
of several fault detection and identification techniques found in
the literature, that use the state observer method due its speed
of response but that, originally, were developed for single faults
in sensors. Among the techniques studied, we selected two of them
and extended it to detect and identify multiple faults in sensors.
This work also developed a new technique, which was tested with
three different Luenberger observer eigenstructure, to detect and
identify multiple faults in sensors. Several case studies, based
on a linearized and frozen model inspired in a Satellite Launcher
Vehicle VLS, are presented to compare the two selected and
extended techniques and the developed techniques. Among these
techniques, that one with the best performance was chosen; and, to
make the studies more realistic, the influences of the noises in
its sensors were evaluated. After developing such detection and
identification subsystem for multiple faults in sensors, a
subsystem to reconfigure the control law was designed, aiming to
keep the controlled plant stable when one or more sensors fail.
The results show that the chosen technique can detect, identify
and reconfigure multiple faults in sensors under the hypotheses
assumed and the conditions simulated. Finally, the influence of
disturbances in the actuators and the parameters variation in the
plant dynamics were evaluated on the DIRFMS subsystem.",
committee = "Souza, Marcelo Lopes de Oliveira e (presidente/orientador) and
Oliva, {\'A}lvaro Prieto (orientador) and Leite Filho, Waldemar
de Castro and Moreira, Fernando Jos{\'e} de Oliveira and
Yoneyama, Takashi",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Detection, identification and reconfiguration of multiple faults
in sensors of linear time invariant systems",
language = "pt",
pages = "312",
ibi = "6qtX3pFwXQZGivnJSY/KaHQU",
url = "http://urlib.net/ibi/6qtX3pFwXQZGivnJSY/KaHQU",
targetfile = "paginadeacesso.html",
urlaccessdate = "07 maio 2024"
}