Data-Driven Approach to Accommodating Multiple Simultaneous Sensor Faults in Variable-Gain PID Systems
Data-Driven Approach to Accommodating Multiple Simultaneous Sensor Faults in Variable-Gain PID Systems
复制标题
适应可变增益 PID 系统中多个同时传感器故障的数据驱动方法
DOI：
10.1109/tie.2018.2849999
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发表时间：
2019-04
影响因子：
7.7
通讯作者：
杨光红
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
王俊生;杨光红
本文研究变增益数字PID系统中具有大时间常数和大纯滞后的多传感器同时漂移故障的数据驱动容错控制问题。没有现有的数据驱动的残差生成方法可以允许建立（具有低计算成本）独立于这些系统的状态的残差变量，同时保证每个传感器故障被唯一地和完全地映射到相关联的残差变量上。为了解决上述技术难题，提出了一种新的残差产生技术，该技术利用了死区时间以及变增益PID控制器的系数和状态。在此基础上，开发了一种方法的目的，从剩余变量的几个传感器故障的全解耦估计。最后，以典型的双室电加热炉为例，将所提出的数据驱动的故障补偿方法应用于该过程控制系统，通过实验验证了所提方法的有效性和优越性。
This paper is concerned with the problem of data-driven fault-tolerant control for multiple simultaneous sensor drift faults in variable-gain digital PID systems with very large time constants and long dead time, which are exceedingly common characteristics of process control systems. No existing data-driven residual generation method can allow building (with low computational costs) residual variables independent of the state of these systems, and meanwhile guarantee that each of the sensor faults is mapped uniquely and entirely onto the associated residual variable. To solve the aforementioned technical difficulty, a novel residual generation technique is devised via the dead time as well as the coefficients and state of the variable-gain PID controller. On this basis, a methodology is developed for the purpose of the full-decoupling estimation of several sensor malfunctions from the residual variables. Finally, a resulting data-driven approach to compensate for the aforesaid faults is applied to a dual-chamber electric heating furnace (which is a typical process plant), so that the effectiveness and advantages of the proposed methods are verified by experiment.
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DOI：
10.3724/sp.j.1004.2009.00650
发表时间：
2009-10
期刊：
Acta Automatica Sinica
影响因子：
--
作者：
Houyue Zhong
通讯作者：
Houyue Zhong
影响因子：
6.8
作者：
B. Friedlander
通讯作者：
B. Friedlander
DOI：
--
发表时间：
2009-11
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Jianfei Dong
通讯作者：
Jianfei Dong
DOI：
10.1109/tcst.2003.813385
发表时间：
2003-07
期刊：
IEEE Trans. Control. Syst. Technol.
影响因子：
--
作者：
U. Moon;Kwang Y. Lee
通讯作者：
U. Moon;Kwang Y. Lee
DOI：
10.1016/j.automatica.2011.05.028
发表时间：
2011-11
期刊：
Autom.
影响因子：
--
作者：
Yulei Wang;G. Ma;S. Ding;Chuanjiang Li
通讯作者：
Yulei Wang;G. Ma;S. Ding;Chuanjiang Li