پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 419 |
| تعداد مقالات | 5,514 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,261,726 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,425,501 |
طراحی کنترل‌کننده تحمل‌پذیر خطا در سیستم کنترل پرواز | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 5، دوره 54، شماره 10، دی 1401، صفحه 2297-2314 اصل مقاله (2 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2022.20400.7228 | ||
| نویسندگان | ||
| امید صدقی؛ سید حسین ساداتی* ؛ جلال کریمی | ||
| مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| بروز هرگونه اشکالی در سیستم کنترل پرواز ممکن است باعث رخداد مشکلی جبران‌ناپذیر شود. بصورت معمول یک سیستم با قابلیت اطمینان بالا به همراه نیروی تصمیم‌گیری انسانی برای جلوگیری از بروز چنین خطاهایی و یا اصلاح آنها در یک جسم پرنده مورد استفاده قرار می‌گیرد. طراحی سیستم کنترل‌کننده‌ی تحمل‌پذیر خطا به منظور مقابله با انواع مختلفی از خطاهایی که در سیستم امکان وقوع دارند، صورت می‌پذیرد. سیستم‌های کنترلی تحمل‌پذیر خطا به دو بخش اصلی تقسیم می‌شوند. بخش اول مرحله تشخیص و جداسازی خطا و بخش دوم مرحله طراحی سیستم کنترل برای غلبه بر آثار خطای به وجود آمده در سیستم. بسته به نوع خطا و مکان خطا اعم از سنسور، عملگر یا اجزا، سیستم کنترلی بایستی توانایی از بین بردن اثرات آن خطا را داشته باشد. در این مقاله در مرحله تشخیص و شناسایی خطا از یک مشاهده‌گر عصبی-تطبیقی و در مرحله طراحی کنترل‌کننده از روش گام به عقب استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی با معادلات شش درجه آزادی غیر خطی برای مدل هواپیمای اف-18 نشان دهنده کارایی مناسب الگوریتم پیشنهادی در تشخیص و جبران‌سازی اثرات خطا است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سیستم کنترل تحمل‌پذیر خطا؛ تشخیص و جداسازی خطا؛ مشاهده‌گر؛ شبکه‌های عصبی؛ کنترل تطبیقی؛ کنترل گام به عقب | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Design of Fault Tolerant Controller in Flight Control System | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Omid Sedghi؛ Seyed Hoseyn Sadati؛ Jalal Karimi | ||
| Faculty of Aerospace Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Any defect in the flight control system may cause an irreparable problem. Typically, a highly reliable system with human decision-making power is used to prevent or correct such errors in a flying vehicle. A fault tolerant control system is designed to deal with various types of errors that may occur in the system. Fault-tolerant control systems are divided into two main parts. The first part is the error detection and isolation phase and the second part is the control system design phase to overcome the error effects in the system, depending on the type of error and the location of the error, whether the sensor, actuator, or components, the control system must be able to eliminate error effects. In this paper, a neural-adaptive observer is used in the error detection stage, and in the second stage, a control system is designed based on the back-stepping algorithm. Nonlinear six-degree-of-freedom simulation results for an F-18 aircraft model indicate its suitable efficiency in the detection and compensation of fault effects. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Fault tolerance control system, Observer, Neural networks, Adaptive control, Back-stepping control | ||
| مراجع | ||
|
[1] M. Verhaegen, S. Kanev, R. Hallouzi, C. Jones, J. Maciejowski, H. Smail, Fault tolerant flight control-a survey, in: Fault tolerant flight control, Springer, 2010, pp. 47-89. [2] Z. Gao, C. Cecati, S.X. Ding, A survey of fault diagnosis and fault-tolerant techniques—Part I: Fault diagnosis with model-based and signal-based approaches, IEEE transactions on industrial electronics, 62(6) (2015) 3757-3767. [3] I. Sadeghzadeh, Y. Zhang, A review on fault-tolerant control for unmanned aerial vehicles (UAVs), Infotech@ Aerospace 2011, (2011) 1472. [4] M.M. Polycarpou, A.T. Vemuri, Learning methodology for failure detection and accommodation, IEEE control systems magazine, 15(3) (1995) 16-24. [5] X. Zhang, M.M. Polycarpou, T. Parisini, Integrated design of fault diagnosis and accommodation schemes for a class of nonlinear systems, in: Proceedings of the 40th IEEE Conference on Decision and Control (Cat. No. 01CH37228), IEEE, 2001, pp. 1448-1453. [6] M.M. Gomaa, Fault tolerant control scheme based on multi-ann faulty models, in: International Conference on Electrical, Electronic and Computer Engineering, 2004. ICEEC'04., IEEE, 2004, pp. 329-332. [7] A. Pashilkar, N. Sundararajan, P. Saratchandran, A fault-tolerant neural aided controller for aircraft auto-landing, Aerospace Science and Technology, 10(1) (2006) 49-61. [8] M.G. Perhinschi, M.R. Napolitano, G. Campa, M.L. Fravolini, B. Seanor, Integration of sensor and actuator failure detection, identification, and accommodation schemes within fault tolerant control laws, Control and Intelligent Systems, 35(4) (2007) 309. [9] M. Bodson, J.E. Groszkiewicz, Multivariable adaptive algorithms for reconfigurable flight control, IEEE transactions on control systems technology, 5(2) (1997) 217-229. [10] D. Ye, Q.-Y. Fan, G.-H. Yang, H. Wang, Robust H∞ Fault-Tolerant Control for Linear Systems with Fast Adaptive Fault Estimation, IFAC Proceedings Volumes, 47(3) (2014) 6753-6757. [11] B. Yu, Y. Zhang, Y. Qu, MPC-based FTC with FDD against actuator faults of UAVs, in: 2015 15th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS), IEEE, 2015, pp. 225-230. [12] K.-i. Funahashi, Y. Nakamura, Approximation of dynamical systems by continuous time recurrent neural networks, Neural networks, 6(6) (1993) 801-806. [13] D. Birdsall, Flight Stability and Automatic Control—Second edition, RC Nelson, The McGraw-Hill Companies, 1221 Avenue of the Americas, New York, NY 10020-1095, USA 1998. 441pp. Illustrated. $82.50, The Aeronautical Journal, 102(1015) (1998) 299-299. [14] S.A. Snell, D.F. Enns, W.L. Garrard Jr, Nonlinear inversion flight control for a supermaneuverable aircraft, Journal of guidance, control, and dynamics, 15(4) (1992) 976-984. [15] B.L. Stevens, F.L. Lewis, E.N. Johnson, Aircraft control and simulation: dynamics, controls design, and autonomous systems, John Wiley & Sons, 2015. [16] S. Sadati, M.S. Parvar, M.B. Menhaj, M. Bahrami, Backstepping controller design using neural networks for a fighter aircraft, European Journal of Control, 13(5) (2007) 516-526. [17] N.E. Wu, Robust feedback design with optimized diagnostic performance, IEEE transactions on automatic control, 42(9) (1997) 1264-1268. [18] M.L. Tyler, M. Morari, Optimal and robust design of integrated control and diagnostic modules, in: Proceedings of 1994 American Control Conference-ACC'94, IEEE, 1994, pp. 2060-2064. [19] J. Chen, R.J. Patton, H.-Y. Zhang, Design of unknown input observers and robust fault detection filters, International Journal of control, 63(1) (1996) 85-105. [20] J. Chen, R.J. Patton, Robust model-based fault diagnosis for dynamic systems, Springer Science & Business Media, 2012. [21] H. Seguchi, T. Ohtsuka, Nonlinear receding horizon control of an underactuated hovercraft, International Journal of Robust and Nonlinear Control: IFAC‐Affiliated Journal, 13(3‐4) (2003) 381-398. [22] A. Calise, S. Lee, M. Sharma, Direct adaptive reconfigurable control of a tailless fighter aircraft, in: Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit, 1998, pp. 4108. [23] Y. Diao, K.M. Passino, Intelligent fault-tolerant control using adaptive and learning methods, Control engineering practice, 10(8) (2002) 801-817. [24] P.M. Frank, Residual evaluation for fault diagnosis based on adaptive fuzzy thresholds, (1995). [25] A. Abaspour, S.H. Sadati, M. Sadeghi, Nonlinear optimized adaptive trajectory control of helicopter, Control Theory and Technology, 13(4) (2015) 297-310. [26] H. Alwi, C. Edwards, C.P. Tan, Fault detection and fault-tolerant control using sliding modes, Springer, 2011. [27] Y. Fan, F.H. Lutze, E.M. Cliff, Time-optimal lateral maneuvers of an aircraft, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 18(5) (1995) 1106-1112. [28] K. Well, B. Faber, E. Berger, Optimization of tactical aircraft maneuvers utilizing high angles of attack, Journal of guidance, control, and dynamics, 5(2) (1982) 131-137. [29] E. Hoffman, H. Stalford, Singular trajectories for time-optimal half-loop maneuvers of a highalpha fighter aircraft, in: Guidance, Navigation and Control Conference, 1989, pp. 3614. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 477 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 763 |
||