Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Wykorzystanie estymatorów i obserwatorów stanu jako softwarowych czujników pomiarowych dla niedostępnych pomiarowo-zmiennych procesowych

Brylski Jędrzej

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

2023

Vol. 64, Nr 4

35--42

Artykuł przedstawia przegląd różniczkowych asymptotycznych obserwatorów (estymatorów) stanu typu Luenbergera lub Kalmana oraz całkowych obserwatorów odtwarzających stan dokładnie, stosowanych w liniowych układach dynamicznych. Estymatory i obserwatory mogą pracować jako softwarowe czujniki niedostępnych do pomiaru zmiennych wektora stanu układu. Takie soft-sensory, dostarczające wirtualnej informacji mogą być wykorzystane dla celów sterowania, do diagnostyki i wykrywania błędów w procesach technicznych oraz do monitoringu procesu, pod warunkiem, że znany jest model tego procesu. Obserwatory różniczkowe gwarantują jedynie asymptotyczne nadążanie za stanem rzeczywistym tzn. nieznany początkowy błąd odtwarzania z biegiem czasu maleje do zera, ale nie ma możliwości obliczenia jego bieżącej wartości, czyli rzeczywistego stanu. W drugiej części artykułu przedstawiono innego typu obserwator stanu, który ma strukturę opartą o operatory całkowe. Na podstawie pomiarów sygnałów wyjściowych i wejściowych układu na pewnym z góry określonym skończonym przedziale czasu T, zwanym oknem pomiarowym, może on po tym przedziale dokładnie odtworzyć stan z początku okna (stan początkowy) lub z końca okna (stan bieżący). W wersji on-line dokładna rekonstrukcja stanu x(t) jest wykonywana w sposób ciągły dla każdego t, na podstawie specjalnej procedury wykonywanej w dwóch równolegle i płynnie przesuwanych oknach o przyjętej szerokości T, na przedziale czasowym [t - T,t]. W jednym oknie przetwarzany jest sygnał sterowania, a w drugim sygnał z wyjścia systemu. Pokazano zasadnicze różnice tych obserwatorów.

The paper presents an overview of differential, asymptotic state observers (estimators) like Luenberger or Kalman type as well as the integral exact state observers, both used in linear dynamical systems. Estimators and observers can work as soft-sensors for the measurement of the state vector variables which are not available for measurement. Such soft-sensors, providing virtual information, can be used for control purposes, for diagnostics and error detection in technical processes and for process monitoring, provided that the process model is known. Differential observers guarantee only asymptotic tracking of the real state, i.e. the unknown initial state reconstruction error decreases to zero over time, but it is not possible to calculate its current value, and thus the value of the real state. The second part of the paper presents a different type of state observer, which has a structure based on two integral operators. On the basis of measurements of the output and input signals of the system over a certain predetermined finite period of time T, called the measurement window, after this interval, the observer can reproduce the state exactly at the beginning of the window (initial state) or at the end of the window (current state). In the on-line version, the exact reconstruction of the state x(t) is performed continuously for each t, based on a special procedure performed in two parallel and smoothly sliding windows of the assumed width T, on a time interval [t - T,t]. In one window the control signal is processed, and in the second the signal from the system output. The main differences of these observers are shown.