Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Bezpośrednie polowo-zorientowane sterowanie silnikiem indukcyjnym tolerujące uszkodzenia czujników prądu z wykorzystaniem podwójnego zmodyfikowanego obserwatora Luenbergera

Adamczyk Michał, Orłowska-Kowalska Teresa

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 4

43--50

PL

W artykule przedstawiono analizę bezpośredniego polowo-zorientowanego sterowania silnikiem indukcyjnym tolerującego uszkodzenia wszystkich czujników prądów stojana. Do detekcji i kompensacji uszkodzeń czujników prądu zaproponowano podwójny zmodyfikowany obserwator Luenbergera. Dodatkowo, w porównaniu do aktualnie stosowanych rozwiązań, zastosowanie opisanej modyfikacji wektora błędu obserwatora umożliwiło zwiększenie jego odporności na zmiany parametrów silnika oraz dokładności estymacji prądu stojana. Badania eksperymentalne potwierdziły wysoką skuteczność proponowanego rozwiązania.

EN

The article presents an analysis of direct field-oriented control of an induction motor that tolerates failure of all stator current sensors. A dual modified Luenberger observer has been proposed for the detection and compensation of faults in current sensors. Additionally, compared to recent solutions, the use of the described modification of the observer's error vector allowed to increase its robustness to changes in motor parameters and the accuracy of stator current estimation. Experimental studies confirmed the high effectiveness of the proposed solution.

2

Analiza wpływu czasu martwego falownika napięcia oraz jego kompensacji na jakość estymacji prądu stojana w układzie napędowym z silnikiem indukcyjnym

Adamczyk Michał, Orłowska-Kowalska Teresa

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 4

1--5

PL

W artykule przedstawiono szczegółową analizę wpływu czasu martwego falownika napięcia (FN) oraz jego kompensacji na jakość estymacji prądu stojana stosowanej w układach napędowych z silnikami indukcyjnymi (SI), tolerujących uszkodzenia czujników prądu (CS-FTC). Badania zostały zrealizowane w zakresie niskich prędkości kątowych, wynoszących od 1% do 20% wartości znamionowej, zarówno dla pracy silnikowej jak i prądnicowej, dla różnych wartości czasu martwego. Wyniki pokazują istotną poprawę jakości estymacji prądu stojana, co jest szczególnie ważne w przypadku kompensacji uszkodzeń czujników prądu w napędach z SI.

EN

This article presents a detailed analysis of the impact of voltage source inverter (VSI) dead time and its compensation on the quality of stator current estimation used in the current sensor fault-tolerant control (CS-FTC) of induction motor (IM) drives. The tests were carried out in the low angular velocity range, from 1% to 20% of the rated value, both for motoring and regenerating modes, for different values of dead time. The results show a significant improvement in the quality of stator current estimation, which is particularly important in the case of fault compensation in IM drive systems that tolerate faults of current sensors.

3

Active Current Sensor Fault-Tolerant Control of Induction Motor Drive with Online Neural Network-Based Rotor and Stator Resistance Estimation

Adamczyk Michal, Orlowska-Kowalska Teresa

Power Electronics and Drives

|

2023

|

Vol. 8 (43)

235-251

EN

This article presents an active current sensor (CS) fault-tolerant control (FTC) strategy for induction motor (IM) drive with adaptation of rotor and stator resistances. The stator current estimator with online adaptation of resistance parameters was applied for the reconstruction of missing current signals. A model reference adaptive system (MRAS), based on a neural network (NN), was used to estimate the rotor resistance. Additionally, stator resistance estimation was applied based on ratio index. The use of such a solution allowed for a significant increase in the quality of stator current reconstruction, which is particularly important for the design of CS fault detection (FD) and compensation algorithms. A wide range of simulation studies have been carried out for different operating conditions of the IM drive. The results showed that applying rotor and stator resistance estimation can improve the quality of stator current estimation by up to approximately 95% under rated operating point. The study was carried out for nominal and low speeds, with two, one, and without healthy CS.

4

Sterowanie tolerujące uszkodzenia w bateryjnym systemie redukcji mocy szczytowej podstacji trakcyjnej

Szott Marcin, Pilimon Łukasz, Wermiński Szymon

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 4

136--141

PL

W artykule przedstawiono koncepcję sterowania tolerującego uszkodzenia przy sterowaniu wielołańcuchowym bateryjnym systemem magazynowania energii systemu dynamicznej redukcji obciążenia podstacji trakcyjnej. Głównym zadaniem przedstawionego systemu jest ciągłość utrzymania zredukowanego poziomu zakontraktowanej mocy szczytowej, uśrednionej 15-minutowo przy uszkodzeniu lub odłączeniu jednego łańcucha ogniw magazynu energii lub przekształtnika układu konwersji mocy. Zaproponowana koncepcja oparta jest na wielozadaniowym algorytmie sterowania uwzględniającym dwuprogowe ograniczenie mocy redukcyjnej oraz jednoprogowe ograniczenie mocy dyspozycyjnej. Przedstawiona koncepcja sterowania pozwala na zachowanie kosztów operacyjnych podstacji trakcyjnej związanych z wysokością opłat za moc kontraktowaną.

EN

This paper introduces the concept of fault-tolerant control in the control of a multi-string battery energy storage system for the dynamic reduction of traction substation load. The main task of the proposed system is the continuity of maintaining a reduced level of contracted demanded power, averaged 15-minutes in the event of damage or disconnection of one chain of cells of energy storage or one converter of the power conversion system. The proposed concept strategies based on a multi-task control algorithm taking into account a two-threshold limitation of power reduction and one-threshold limitation of available power. The presented control strategies concept allows to keep the operating cost of the traction substation related to the amount of charges for the contracted power

5

Iterative learning fault-tolerant control for the networked control systems with initial state disturbance

Xingjian Fu, Qianjun Zhao

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2022

|

Vol. 70, nr 3

art. no. e140934

EN

The iterative learning fault-tolerant control strategies with non-strict repetitive initial state disturbances are studied for the linear discrete networked control systems (NCSs) and the nonlinear discrete NCSs. In order to reduce the influence of the initial state disturbance in iteration, for the linear NCSs, considering the external disturbance and actuator failure, the iterative learning fault-tolerant control strategy with impulse function is proposed. For the nonlinear NCSs, the external disturbance, packet loss and actuator failure are considered, the iterative learning fault-tolerant control strategy with random Bernoulli sequence is provided. Finally, the proposed control strategies are used for simulation research for the linear NCSs and the nonlinear NCSs. The results show that both strategies can reduce the influence of the initial state disturbance on the tracking effect, which verifies the effectiveness of the given method.

6

Influence of the stator current reconstruction method on direct torque control of induction motor drive in current sensor postfault operation

Adamczyk Michal, Orlowska-Kowalska Teresa

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2022

|

Vol. 70, nr 1

art. no. e140099

EN

Modern induction motor (IM) drives with a higher degree of safety should be equipped with fault-tolerant control (FTC) solutions. Current sensor (CS) failures constitute a serious problem in systems using vector control strategies for IMs because these methods require state variable reconstruction, which is usually based on the IM mathematical model and stator current measurement. This article presents an analysis of the operation of the direct torque control (DTC) for IM drive with stator current reconstruction after CSs damage. These reconstructed currents are used for the stator flux and electromagnetic torque estimation in the DTC with space-vector-modulation (SVM) drive. In this research complete damage to both stator CSs is assumed, and the stator current vector components in the postfault mode are reconstructed based on the DC link voltage of the voltage source inverter (VSI) and angular rotor speed measurements using the so-called virtual current sensor (VCS), based on the IM mathematical model. Numerous simulation and experimental tests results illustrate the behavior of the drive system in different operating conditions. The correctness of the stator current reconstruction is also analyzed taking into account motor parameter uncertainties, especially stator and rotor resistances, which usually are the main parameters that determine the proper operation of the stator flux and torque estimation in the DTC control structure.

7

Fault-tolerant control for three-phase three-level T-type inverters with a redundant leg

Chen Danjiang, Zheng Liyuan

Archives of Electrical Engineering

|

2022

|

Vol. 71, nr 4

931--948

EN

Three-level T-type inverters have lower total harmonic distortion in output voltage, higher power density and lower voltage stress of power switches compared with conventional two-level inverters and have been widely used in applications with a wide-power range. Reliability improvement is particularly important for the T-type inverters because of the increased number of power switches and high system complexity. This paper proposes a fault-tolerant topology, which is constructed by adding a redundant leg including halfbridge switches and neutral-point switches connected between the DC bus capacitors and the DC-link midpoint of the conventional T-type inverter. In addition, an after-fault control strategy is proposed based on the results of a fault diagnosis method using bridge voltage. The fault-tolerant control of the open-circuit fault of the power switches and the phase-leg fault can both be achieved by the proposed method. Experimental results are given to verify that the proposed fault-tolerant three-level T-type inverter can output the full voltage level and power during the fault-tolerant operation based on the proposed control strategy.

8

A fault estimation and fault-tolerant control based sliding mode observer for LPV descriptor systems with time delay

Hamdi Habib, Rodrigues Mickael, Rabaoui Bouali, Benhadj Braiek Naceur

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2021

|

Vol. 31, no. 2

247--258

EN

This paper considers the problem of fault-tolerant control (FTC) and fault reconstruction of actuator faults for linear parameter varying (LPV) descriptor systems with time delay. A polytopic sliding mode observer (PSMO) is synthesized to achieve simultaneous reconstruction of LPV polytopic descriptor system states and actuator faults. Exploiting the reconstructed actuator faults and state estimates, a fault-tolerant controller is designed to compensate the impact of actuator faults on system performance by stabilizing the closed-loop LPV delayed descriptor system. Besides, the controller and PSMO gains are obtained throughout the resolution of linear matrix inequalities (LMIs) using convex optimization techniques. The developed PSMO could force the output estimation error to converge to zero in a finite time when the actuators faults are bounded through the reinjection of the output estimation error via a nonlinear switching term. Simulation results applied to a given numerical system are presented to highlight the superiority and effectiveness of the proposed approach.

9

Health-aware and fault-tolerant control of an octorotor UAV system based on actuator reliability

Salazar Jean Carlo, Sanjuan Adrián, Nejjari Fatiha, Sarrate Ramon

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2020

|

Vol. 30, no. 1

47--59

EN

A major goal in modern flight control systems is the need for improving reliability. This work presents a health-aware and fault-tolerant control approach for an octorotor UAV that allows distributing the control effort among the available actuators based on their health information. However, it is worth mentioning that, in the case of actuator fault occurrence, a reliability improvement can come into conflict with UAV controllability. Therefore, system reliability sensitivity is redefined and modified to prevent uncontrollable situations during the UAV’s mission. The priority given to each actuator is related to its importance in system reliability. Moreover, the proposed approach can reconfigure the controller to compensate actuator faults and improve the overall system reliability or delay maintenance tasks.

10

The review of methods and systems of the fault-tolerant control of variable-frequency electric drives

Zagirnyak Mykhaylo, Melnykov Viacheslav, Kalinov Andrii

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 1

141--144

EN

An express analysis of the methods and systems of fault-tolerant control of induction motors of variable-frequency electric drives is presented. Classification features are suggested to evaluate the possibility of using existing fault-tolerant control methods in modern variablefrequency electric drives, taking into account the capabilities of control systems. As one of the promising directions, the usage of modern p-q and cross-vector instantaneous power theories and its modifications are allocated for solving inseparable connected tasks of damages diagnostics and compensation of their influence on the operation modes of the frequency-controlled electric drive.

PL

W artykule przedstawiono analizę metod i systemów sterowania. Zasugerowano właściwości klasyfikacyjne do oceny możliwości wykorzystania istniejących metod sterowania w nowoczesnych napędach elektrycznych o zmiennej częstotliwości, biorąc pod uwagę ich operatywność. Jeden z obiecujących kierunków, a mianowicie użycie nowoczesnych teorii mocy oraz ich modyfikacje s ą przydzielone do rozwiązywania nierozdzielnie związanych zadań diagnozowania uszkodzeń i kompensacji ich wpływu na stany działania zmiennoczęstotliwościowych napędów elektrycznych.

11

Fault Tolerant Control Based on Extended Kalman Filter of Squirrel-Cage Induction Machines

Khadar Saad, Mekhalfia Fadhila, Kouzou Abdellah

Acta Energetica

|

2019

|

nr 4

6--23

EN

Fault-tolerant control systems possess the ability of rejecting the effect of faults. They are capable of maintaining overall system stability and acceptable performance in degraded modes. Through many researches, the analysis, modeling, and simulation of various inverter and machine faults have been carried out for the purpose of providing a fault tolerance. However, most of them are based on systems redundancy principle. Among the real-time based approaches for the fault detection and diagnosis, there are several strategies such as the pseudo inverse method, the linear quadratic approach and Extended Kalman Filter based Fault Tolerant Control (EKF-FTC). In recent years the application of Kalman filter approaches has gained an increasing attention in fundamental research and application. In this paper, a FTC method dedicated to Induction Motor (IM) drive is presented. The proposed method based on an additive term to the backstepping control which based on the error of current during the appearance of fault and the adaptive gain of the Kalman filter. This method improves the performance of the backstepping control to maintain the operation despite the appearance of faults. The main objective is to ensure a minimum level of performance of the drive system that is malfunctioning.

PL

Odporne na błędy układy sterowania mają zdolność eliminacji wpływu zakłóceń. Potrafią one utrzymywać ogólną stabilność i akceptowalne działanie systemu w trybach awaryjnych. Dzięki wielu badaniom przeprowadzono analizę, modelowanie i symu- lację różnych błędów falownika i maszyny w celu zapewnienia odporności na błędy. Większość z nich wynika jednak z zasady redundancji systemów. Wśród strategii wykrywania i diagnozowania błędów w czasie rzeczywistym można wyróżnić przykładowo metodę pseudoodwrotną, metodę liniowo-kwadratową i sterowanie odporne na błędy przy użyciu rozszerzonego filtra Kalmana (EKF-FTC). W ostatnich latach metodom z użyciem filtra Kalmana poświęca się coraz więcej uwagi w podstawowych bada- niach i zastosowaniach. W niniejszym artykule przedstawiono metodę FTC zastosowaną do napędu silnika indukcyjnego (IM). Proponowana metoda polega na dodaniu do sterowania metodą całkowania wstecznego (ang. backstepping) członu addytywnego, która polega na wystąpieniu uchybu prądu w razie błędu i wzmocnienia adaptacyjnego filtra Kalmana. Metoda ta poprawia wydaj- ność sterowania za pomocą wstecznego całkowania w celu podtrzymania pracy pomimo wystąpienia błędów. Głównym celem jest zapewnienie minimalnego poziomu wydajności niesprawnego układu napędowego.

12

Fault Tolerant-Control: Solutions and Challenges

Witczak M., Pazera M.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2016

|

R. 20, nr 1

5--16

EN

Fault-Tolerant Control (FTC) systems are intensively investigated both from the theoretical and practical viewpoints. It is reflected in a large number of publications and research teams dealing with this emerging area. FTC is perceived as a technique integrating advanced fault diagnosis techniques and modern control methods that makes it possible a system to continue its mission under a faulty situation. It can be also observed that the fault diagnosis theory is well developed for linear systems. There are also approaches that can be efficiently used to minimize the uncertainty effect of the model of the system being controlled and diagnosed as well as noise and disturbances. This means that the development of analogous strategies for non-linear systems is fully justified. One of the main difficulties in the current development of FTC is the fact that most works presented in the literature treat fault diagnosis and FTC problems separately. Unfortunately, perfect fault diagnosis, and in particular fault identification, is impossible to attain. This justifies the necessity of developing integrated fault diagnosis and FTC, which takes into account such an unappealing phenomenon, both for linear and non-linear systems. As indicates the state-of-the-art regarding FTC, the integration issue is treated cursorily while the lack of suitable solution is replaced with a chain of (possibly conservative) assumptions related to fault diagnosis. Taking into account the above difficulties, the paper focuses on the presentation of modern FTC with analytical and soft computing approaches. An effective FTC methods are discussed along with the integration process of fault diagnosis and FTC.

PL

Systemy sterowania tolerującego uszkodzenia FTC (ang. Fault-Tolerant Control) są obecnie intensywnie badane, zarówno z teoretycznego, jak i praktycznego punktu widzenia. Znajduje to odzwierciedlenie w wielu publikacjach naukowych oraz w liczbie międzynarodowych zespołów zaangażowanych w badania nad tym zagadnieniem. FTC jest postrzegane jako technika integrująca zaawansowane strategie diagnostyki uszkodzeń z nowoczesnymi metodami sterowania, umożliwiająca dalsze funkcjonowanie systemu w warunkach uszkodzeń. Teoria diagnostyki uszkodzeń i sterowania jest dobrze rozwinięta i udokumentowana dla systemów liniowych. Istnieją również rozwiązania zmniejszające zależność między jakością funkcjonowania powyższych metod, a niepewnością modelu opisującego sterowany i diagnozowany, która może być spowodowana takimi czynnikami jak: różnice między kopiami użytych elementów konstrukcyjnych, niestacjonarność systemu, zewnętrzne zakłócenia, szumy pomiarowe, itd. Oznacza to, że opracowywanie analogicznych rozwiązań dla systemów nieliniowych jest w pełni uzasadnione. Jedną z głównych trudności w obecnym rozwoje FTC jest fakt, że większość prac prezentowanych w literaturze traktuje problemy diagnostyki uszkodzeń i FTC niezależnie. Niestety, idealna diagnostyka uszkodzeń, a w szczególności ich identyfikacja (określenie rozmiaru uszkodzeń) jest niemożliwa do uzyskania. Uzasadnia to konieczność projektowania zintegrowanych układów diagnostyki i FTC uwzględniających tą niepożądaną właściwość, zarówno dla układów liniowych, jak i nieliniowych. Jak wskazuje przegląd licznych prac w zakresie FTC oraz monografii związanych z tą tematyką, problem integracji jest traktowany bardzo pobieżnie, a jego rozwiązanie zastępuje się szeregiem (zazwyczaj restrykcyjnych) założeń, jakie musi spełniać układ diagnostyczny stanowiący jeden z elementów FTC. Biorąc pod uwagę powyższe uwarunkowania, referat koncentruje się na prezentacji nowoczesnych rozwiązań w zakresie FTC z zastosowaniem technik analitycznych i metod obliczeń inteligentnych. Omawia się również efektywne metody sterowania tolerującego uszkodzenia wraz z procesem integracji układów sterownia i diagnostyki uszkodzeń.

13

A robust predictive actuator fault-tolerant control scheme for Takagi-Sugeno fuzzy systems

Witczak P., Witczak M., Korbicz J., Aubrun Ch.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2015

|

Vol. 63, nr 4

977--987

EN

The paper deals with the problem of robust predictive fault-tolerant control for nonlinear discrete-time systems described by the Takagi-Sugeno models. The proposed approach is based on a triple stage procedure, i.e. it starts from fault estimation while the fault is compensated with a robust controller. The robust controller is designed without taking into account the input constraints related with the actuator saturation that may change due to its faulty behaviour. Thus, to check the compensation feasibility, the robust invariant set is developed, which takes into account the input constraints. If the current state does not belong to the robust invariant set, then suitable predictive control actions are performed in order to enhance the invariant set. This appealing phenomenon makes it possible to enlarge the domain of attraction, which makes the proposed approach an efficient solution for the fault-tolerant control. The final part of the paper shows an illustrative example regarding the application of the proposed approach to the twin-rotor system.

14

Interactive Education of Engineers in the Field of Fault Diagnosis and Fault-Tolerant Control

Moczulski W., Przystałka P., Wachla D., Panfil W.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2013

|

R. 17, nr 11

84--91

EN

The main purpose of this paper is to present how the new information technologies can be used to aid engineering education in the area of fault diagnosis and fault-tolerant control. A 3D virtual reality model of the second stage of a water filtration system together with its simulation model are pointed out as a useful learning mean for stimulating education in the domain of advanced control theory at the university level. Some applications of the elaborated tool for presenting either fault diagnosis or fault-tolerant control issues are given and the most important merits and limits of the proposed approach in the education process discussed.

PL

Głównym celem artykułu jest zaprezentowanie nowych technologii informacyjnych do wspomagania nauczania w zakresie diagnostyki procesów i sterowania odpornego na błędy i uszkodzenia. Zaproponowano trójwymiarowy wirtualny model układu filtracji wody stanowiący jeden ze stopni systemu przygotowania wody w elektrowni. Model ten połączono z jego modelem symulacyjnym, otrzymując narzędzie przydatne do stymulacji procesu nauczania akademickiego w zakresie zaawansowanych systemów sterowania. W artykule pokazano przykłady zastosowania opracowanego systemu informatycznego do prezentacji zagadnień z diagnostyki uszkodzeń oraz sterowania odpornego. Artykuł kończy dyskusja na temat zalet i ograniczeń proponowanego podejścia w zakresie procesu kształcenia.

15

Friction compensation in nonlinear dynamical systems using fault-tolerant control methods

Bonfè M., Castaldi P., Preda N., Simani S.

Diagnostyka

|

2013

|

Vol. 14, No. 4

13--19

EN

This paper describes the application of differential geometry and nonlinear systems analysis to the estimation of friction effects in a class of mechanical systems. The proposed methodology relies on adaptive filters, designed with a nonlinear geometric approach to obtain the disturbance de-coupling property, for the estimation of the friction force. Thanks to accurate estimation, friction effects are compensated by injecting the on-line estimate of friction force to the control action calculated by a standard linear state feedback. The inverted pendulum on a cart is considered as an application example and the proposed approach is compared with a commonly used friction compensation strategy, based on an explicit model of the friction force.

16

Wykorzystanie właściwości algorytmów regulacji predykcyjnej w detekcji uszkodzeń

Marusak P. M.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2012

|

R. 16, nr 2

338-343

PL

Algorytmy regulacji predykcyjnej dzięki sposobowi ich formułowania, w którym w umiejętny sposób wykorzystuje się model procesu, gwarantują bardzo dobrą jakość regulacji. Często ma to miejsce także w przypadku wystąpienia uszkodzenia w układzie regulacji. Wiele takich uszkodzeń może być nawet trudnych do zauważenia dzięki działaniu regulatora, jednak pożądane jest ich wykrycie. W artykule zaproponowano wykorzystanie w celu wykrywania uszkodzeń faktu, że w algorytmach regulacji predykcyjnej na bieżąco oceniana jest jakość modelu, na którym algorytm bazuje, przez porównywanie jego wyjścia z wartością wyjścia obiektu. Metoda może więc zostać użyta w algorytmach regulacji predykcyjnej dowolnego typu, bazujących zarówno na liniowych, jak i nieliniowych modelach obiektów.

EN

The model predictive control (MPC) algorithms due to their formulation and clever usage of the process model offer good control performance. It is also the case when some faults take place in the control system. Many of such faults can be even hard to notice thanks to the operation of the controller. It is, however, desired to be able to detect such situations. In the paper it is proposed to use internal signals of the MPC controllers in order to detect faults that occurred in the system. The method can be applied in the MPC algorithms based on both linear or nonlinear models.

17

Supervisory fault tolerant control with integrated fault detection and isolation: a switched system approach

Yang H., Jiang B., Cocquempot V., Lu L.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2012

|

Vol. 22, no. 1

87-97

EN

This paper focuses on supervisory fault tolerant control design for a class of systems with faults ranging over a finite cover. The proposed framework is based on a switched system approach, and relies on a supervisory switching within a family of pre-computed candidate controllers without individual fault detection and isolation schemes. Each fault set can be accommodated either by one candidate controller or by a set of controllers under an appropriate switching law. Two aircraft examples are included to illustrate the efficiency of the proposed method.

18

A model-based approach to fault-tolerant control

Niemann H. H.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2012

|

Vol. 22, no. 1

67-86

EN

A model-based controller architecture for Fault-Tolerant Control (FTC) is presented in this paper. The controller architecture is based on a general controller parameterization. The FTC architecture consists of two main parts, a Fault Detection and Isolation (FDI) part and a controller reconfiguration part. The theoretical basis for the architecture is given followed by an investigation of the single parts in the architecture. It is shown that the general controller parameterization is central in connection with both fault diagnosis as well as controller reconfiguration. Especially in relation to the controller reconfiguration part, the application of controller parameterization results in a systematic technique for switching between different controllers. This also allows controller switching using different sets of actuators and sensors.

19

Observer-based fault diagnosis and field oriented fault tolerant control of induction motor with stator inter-turn fault

Toumi D., Boucherti M.S., Tadjine M.

Archives of Electrical Engineering

|

2012

|

Vol. 61, nr 2

165-188

EN

This paper describes a fault-tolerant controller (FTC) of induction motor (IM) with inter-turn short circuit in stator phase winding. The fault-tolerant controller is based on the indirect rotor field oriented control (IRFOC) and an observer to estimate the motor states, the amount of turns involved in short circuit and the current in the short circuit. The proposed fault controller switches between the control of the two components of measured stator current in the synchronously rotating reference frame and the control of the two components of estimated current in the case of faulty condition when the estimated current in the short circuit is not destructive of motor winding. This technique is used to eliminate the speed and the rotor flux harmonics and to assure the decoupling between the rotor flux and torque controls. The results of the simulation for controlling the speed and rotor flux of the IM demonstrate the applicability of the proposed FTC.

20

Active fault-tolerant control design for Takagi-Sugeno fuzzy systems

Dziekan L., Witczak M., Korbicz J.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2011

|

Vol. 59, nr 1

93-102

EN

In this paper, a virtual actuator-based active fault-tolerant control strategy is presented. After a short introduction to Takagi-Sugeno fuzzy systems, it is shown how to design a fault-tolerant control strategy for this particular class of non-linear systems. The key contribution of the proposed approach is an integrated fault-tolerant control design procedure of fault identification and control within an integrated fault-tolerant control scheme. In particular, fault identification is implemented with the suitable state observer. While, the controller is implemented in such a way that the state of the (possibly faulty) system tracks the state of a fault-free reference model. Consequently, the fault-tolerant control stabilizes the possibly faulty system taking into account the input constraints and some control objective function. Finally, the last part of the paper shows a comprehensive case study regarding the application of the proposed strategy to fault-tolerant control of a twin-rotor system.