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Type: Tese
Title: Reconstrução de falhas em sistemas com atrasos variantes de medição utilizando observadores por modos deslizantes
Author(s)/Inventor(s): Pinto, Hardy Leonardo da Cunha Pereira
Advisor: Hsu, Liu
Co-advisor: Oliveira, Tiago Roux de
Abstract: 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.
Abstract: 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.
Keywords: Sistemas com atrasos
Modos deslizantes
Reconstrução de falhas
Completação de poços
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2019
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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