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http://hdl.handle.net/11422/22743
Tipo: | Tese |
Título: | Reconstrução de falhas em sistemas com atrasos variantes de medição utilizando observadores por modos deslizantes |
Autor(es)/Inventor(es): | Pinto, Hardy Leonardo da Cunha Pereira |
Orientador: | Hsu, Liu |
Coorientador: | Oliveira, Tiago Roux de |
Resumo: | Apresenta-se, nesta tese, um novo método para a reconstrução de sinais de falhas de atuador em sistemas que apresentam atrasos de medição, através do uso de observadores por modos deslizantes. O atraso considerado é arbitrário, podendo ser constante ou variante no tempo, além de ser incerto. A abordagem proposta tem como vantagem ser aplicável para sistemas com atrasos sem limitação de duração, ao contrário do que ocorre em outros métodos da literatura. A técnica desenvolvida é aplicada ao caso de sistemas com saída amostrada onde, para melhorar a qualidade da reconstrução da falha, é possível aguardar por mais amostras e usar métodos de interpolação mais eficientes. Para o uso em um sistema de controle em malha fechada que rejeite o efeito da falha na saída, propõe-se a utilização de um preditor para estimar os valores do estado e da falha em tempo presente. E apresentado um é observador-preditor usando a técnica de PDE-Backstepping combinado a uma lei de controle por modos deslizantes para regular a saída a zero, com rejeição do sinal de falha. Além deste, outro observador-preditor foi desenvolvido utilizando m métodos de identificação por mínimos quadrados para estimação de parâmetros desconhecidos da falha, suposta parametrizada. Uma aplicação dos métodos desenvolvidos a um modelo simplificado para válvulas de completação inteligente utilizadas em poços de petróleo e gás natural também é apresentada. Em suma, as principais contribuições desta tese são o desenvolvimento de um observador com deslocamento no tempo para a reconstrução de falhas em sistemas com atraso de medção arbitrariamente longos e para sistemas com saídas amostradas e sua aplicação para o desenvolvimento de estratégias de controle em malha fechada para sistemas com atraso de medição. |
Resumo: | This thesis presents a novel method for actuator fault reconstruction under mea- surement delays by means of sliding mode observers. The delay duration is con- sidered arbitrary, and may be constant or time-variant, possibly uncertain. The proposed approach has the advantage of being applicable to systems with measure- ments delays with no limitation regarding its duration, contrasting to other methods of the literature. The developed technique is applied to the case of sampled-output systems, where is possible to wait for some samples and apply more efficient inter- polation filters to improve fault reconstruction. The use of a predictor to estimate the state and fault signals in current time allows the application of this method to design a closed loop control law that rejects or attenuates the effect of the fault on the system output. An observer-predictor strategy is developed using the PDE- Backstepping method, which combined to a sliding mode control law is used to regulate the system output to zero, rejecting the fault effect. Another observer pre- dictor is developed using least-squares identification methods to estimate unknown parameters of a fault assumed parametrized. An application of the developed meth- ods to a simplified model of an intelligent completion valve used in oil and gas industry is also presented. In summary, the main contributions of this thesis are the development of a time-shifted observer to reconstruct failures in systems with ar- bitrarily long measurement delays and in systems with sampled outputs, and their application to the development of closed loop control strategies for systems with measurement delays. |
Palavras-chave: | Sistemas com atrasos Modos deslizantes Reconstrução de falhas Completação de poços |
Assunto CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
Unidade produtora: | Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
Editora: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
Data de publicação: | Mar-2019 |
País de publicação: | Brasil |
Idioma da publicação: | por |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Aparece nas coleções: | Engenharia Elétrica |
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