قاصدک

پایان نامه ارشد رایگان درباره قابلیت اعتماد، عملکرد کنترل، دسترسی به اطلاعات

e تخمین زده شود .

طرح های FDD on-line برای انواع مختلف خطاها نیازمند ارائه هستند تا تصمیم قابل اعتماد و به موقع برای فعال سازی مکانیسم پیکربندی مجدد کنترل گرفته شود . براساس اطلاعات on-line سیستم Post-Pault ، تولید شده توسط ماجول FDD ، کنترل کننده reconfigurable باید به صورت اتوماتیک طراحی شود تا پایداری و دینامیک خاص و عملکرد حالت گذرای سیستم را حفظ کند . به علاوه ، برای تضمین توانایی سیستم حلقه بسته در ردیابی ورودی فرمان یا یک مسیر یا مدل مرجع حتی در حضور خطاها ، یک کنترل کننده پیش سوی reconfigurable ساخته می شود تا به ردیابی فرمان برسد . در حالت جلوگیری از تنزل عملکرد و اشباع عملگر شاید یک commend/ reference gaverner استفاده شود تا ورودی مرجع یا مسیر مرجع تنظیم شودیا اطلاعات لازم توصیهگر برای اپراتورهای انسانی در حضور خطاها فراهم شود

.

٨

شکل ١-١ ساختار کلی FTCS

هدف طراحی در : AFTCS ١) طراحی یک طرح FDD که با دقت کافی اطلاعات ممکن در مورد خطا ( زمان ، نوع و دامنه ) و مدل را بدهد ، و ٢ ) طراحی یک کنترل کننده جدید درپاسخ برای جبران سازی تغییرات خطای القا شده در سیستم به گونه ای که پایداری و عملکرد قابل قبول سیستم حلقه بسته حفظ شود . در طراحی چنین AFTCS ، نه تنها پارامترهای کنترل کننده های فیدبک و پیش رو باید دوباره در حضور خطاها محاسبه شوند ، بلکه ساختار کنترل کننده های جدید ( از نظر مرتبه کنترل کننده ها ، تعداد و انواع
کنترل کننده ها ) نیز نیازمند تغییرات متناسب می باشد .

FTCS گاهی به عنوان سیستم های کنترلی دوباره ساختار یافته می باشند ، تا از سیستمهای کنترل با قابلیت پیکربندی مجدد که فقط شامل محاسبات مجدد پارامترهای کنترلیاند ، جدا شوند .

١-٣ دسته بندی : FTCS

روش طراحی FTCS به دو دسته تقسیم می شود : . AFTCS, PFTCS به کارگیری یک روش خاص بستگی به موراد زیر دارد : توانایی تعیین خطاهایی که ممکن است سیستم در فاز طراحی داشته باشد ،رفتار تغییرات ناشی از خطا و نوع افزونگی (redundancy) مورد استفاده در سیستم .

شکل١-٢ تقسیم بندی روش ها را نشان می دهد .

٩

شکل ١-٢ تقسیم بندی روشهای FTCS

: PFTCS در این روش سیستم ممکن است فقط در مقابل تعداد محدودی از خطاهایی که فرض می شود از قبل برای طراحی کنترل کننده شناخته شده اند ،مقاوم می باشد . وقتی که کنترل کننده طراحی می شود می تواند خطاهای پیش بینی شده را بدون هیچ دسترسی به اطلاعات خطای on-line ،جبرانسازی می کند . PFTCS باخطاها به عنوان منابع عدم قطعیت مدلسازی برخورد می کند .

PFTCS قابلیت مقاومت در مقابل خطای خیلی محدودی دارد . وقتی به صورت on-line اجرا می شود، یک کنترل کننده غیر فعال فقط در مقابل خطاهای از قبل فرض شده مقاوم است . به همین دلیل فقط تکیه کردن به PFTCS ریسک بالایی دارد .

در حالت کلی PFTCS خصوصیات زیر را دارد : ١. مقاوم در مقابل خطاهای پیش بینی شده ٢. استفاده از افزونگی سخت افزاری ٣. محافظه کارتر

  پایان نامه ارشد دربارهسرمایه اجتماعی، مشارکت مدنی، جامعه مدنی، مشارکت سیاسی

: AFTCS در بیشتر سیستم های کنترل معمولی ،کنترل کننده ها برای سیستم های بدون خطا بدون بررسی احتمال رخداد خطا طراحی می شوند. در بقیه حالات سیستم کنترل شونده ممکن است افزونگی فیزیکی محدودی داشته باشد و به دلیل محدودیت های هزینه یا فیزیکی ،افزایش یا تغییر ساختار سخت افزاری ممکن نیست . در این حالات ،یک AFTCS می تواند با استفاده منابع در دسترس و به کار بردن هر دو افزونگی فیزیکی و تحلیلی برای سازگاری (اصلاح )خطاهای پیش بینی نشده، طراحی شود .

شکل ١-٣ یک دیاگرام شماتیک کلی از AFTCS را نشان می دهد.

١٠

شکل ١-٣ شماتیک کلی AFTCS

AFTCS اثرات خطاها را بوسیله انتخاب یک قانون کنترل از قبل محاسبه شده یا با ایجاد یک قانون کنترل جدید به صورت on-line در real-time ،جبران می کند. هر دو روش نیازمند الگوریتم تشخیص خطا یا شناسایی برای شناختن تغییرات ناشی از خطا و پیکربندی مجدد قانون کنترل به صورتon-line است .

AFTCS شامل میزان مشخص تشخیص خطا به صورت on-line ،تصمیم گیری real-time و پیکربندی مجدد کنترل کننده است و تنزل قابل قبولی را در کل عملکرد سیستم در حالت خطاها،می پذیرد و در کل AFTCS خصوصیات زیر را دارد :

١. به کار گرفتن افزونگی تحلیلی

٢. استفاده از الگوریتم FDI و کنترل کننده با پیکر بندی مجدد ٣. پذیرفتن عملکرد تنزل یافته درحضور خطا ۴. کاهش حفاظت

AFTCS یک زمینه بین رشته ای است که محدود وسیعی از زمینه تحقیقاتی را شامل می شود، مانند: سیستم های اتفاقی، آمارکاربردی، تحلیل ریسک، قابلیت اعتماد، پردازش سیگنال، مدلسازی دینامیکی و کنترل.

زمینه و انگیزه :

FTCS یک استراتژی برای ساخت سیستم کنترل قابل اعتماد است . در واقع یک معادل برای مجموعه ای از روش های اخیر است که برای افزایش قابلیت اعتماد سیستم و در دسترس بودن و کاهش ریسک خطرات ،گسترش یافته است . FTCS طراحی شده است تا خطا ها را در مرحله اولیه ایجاد آنها ،اصلاح کند، مانند

١١

خطاهای کوچک در زیر سیستم که به خطاهایی در سطح سیستم تبدیل نشود.FTCS ممکن است
دستور خاموش شدن ایمن را بدهد یا عملکرد پیوسته را با تنزل قابل قبولی در عملکرد سیستم ادامه دهد.
نیاز به FTCS برای افزایش قابلیت اعتماد سطح اتوماسیون سیستم های کنترل مدرن بیشتر ظاهر شده است . FTCS در بسیاری از زمینه های مختلف کاربری استفاده شده است ،مانند : سیستم هایsafety-critical (راکتورهای هسته ای ،هواپیما ،سیستمهای هدایت موشک )، سیستم های cost-critical (ساختارهای فضای بزرگ ،وسایل فضایی ،ماشین های اتوماتیک زیر دریایی )،و سیستم های volume-critical (فرایند های مونتاژ در صنایع خودکار (auto-industry) ،شبکه های ارتباطی متحرک ،بزرگراههای خودکار).

در سیستم های قدرت هسته ای ،به عنوان یک مثال از سیستم های safety-critical ،رخداد یک خطا ممکن است منجر به فاجعه انسانی/ محیطی شود . یک عملکرد کنترلی مناسب می تواند خاموش شدن ایمن در زمانی که شرایط اضطراری رخ دهد، باشد . در سیستم های cost-critical , volume-critical رخ دادن یک خطا ممکن است منجر به خسارت مالی زیادی شود . وسایل زیر دریایی خودکار و فضایی بدون سرنشین مثال هایی از وسایلی است که باید با وقایع دوراز انتظار مانند خطا ها در یک حالت پیش بینی شده، روبرو شوند . در بدترین حالت ،ماشین باید بتواند حداقل بدون تکمیل ماموریت خود، به حالت اولیه خود به صورت ایمن برگردد .

  پایان نامه رایگان با موضوعرفتارهای شهروندی، رفتارهای شهروندی سازمانی، تعهد سازمانی، رضایت شغل

در صنعت، مثال هایی وجود دارد که خطاهای کوچک باعث خاموش شدن و یا حتی آسیب به تجهیزات و در نتیجه توقف پر هزینه تولید شده اند . در میان بسیاری از مثال های موقعیت های خطرناک خطا، دو حالت در اینجا بیان می شود :

١. در ٢۶ آوریل ١٩٨۶ در نزدیکی شهری در اوکراین (chornobyl) یک انفجار بزرگ در مجموعه قدرت هسته ای رخ داد که با ذوب شدن تدریجی راکتیو ادامه یافت . دلیل اصلی این واقعه تکنولوژی خطا دار قدیمی و فقدان مکانیسم برخورد با خطا بود .

٢. موشک ۵Ariane در ۴ ژوان ١٩٩۶ ،٣٧ ثانیه بعد از پرتاب شد ،منفجر شد . دلیل آن استثناء نرم افزاری در واحد مرجع اینرسی (IRU) بود که اطلاعات مسیر و رفتار سیستم کنترل را تامین می کرد . استثناء باعث شد اطلاعات رفتار نرمال بوسیله برخی اطلاعات شناسایی (تشخیص)جایگزین شود که سیستم کنترل بر اساس طراحی اش نمی توانست بفهمد.
چنین خطاهای فاجعه آمیزی می توانند اجتناب شوند یا حداقل تخفیف داده شوند اگر سیستم کنترل با درجات خاصی از قابلیت های مقاوم خطا طراحی شود. در حالت اول، یک FTCS می تواند طوری طراحی شود که راکتوررا به طور ایمن خاموش کند. در حالت دوم ،خرابی قسمت IRU می تواند به عنوان یک خطای سنسوری بررسی شود و یک مکانیسم رای گیری برای انجام بررسی هماهنگی اطلاعات رفتاری در مقابل رفتار مورد انتظار، می تواند انجام شود.

١٢

پیشرفتها در سیستم کنترل مقاوم خطا :

همانطور که قبلا گفته شده وظیفه اصلی FTCS ،طراحی یک کنترل کننده برای تضمین پایداری سیستم و عملکرد قابل قبول است البته نه فقط وقتی که سیستم بدون خطاست بلکه همچنین وقتی که خرابی عنصر وجود دارد (سنسور ،عملگر ،اجزای یا هر ترکیبی از آنها ).

این وظیفه با بکاربردن روش های کنترل مقاوم برای طراحی کنترل کننده ای که عملکرد fail-safe سیستم از تضمین کند،انجام می شود .یک سیستم fail-safe گفته می شود: اگر سیستم حلقه بسته در حضور خطاهای اجزا پایدار بماند. این روش های طراحی سطح بالایی از افزونگی و تنوع در سنسورها و عملگرها ایجاد می کند . Macfarlane ،]١٢٠[، چنین تکنولوژی طراحی را برای تعریف یک مفهوم مهم به نام بی نقصی سیستم (system integrity) به کار برد . یک کنترل کننده فیزیک برای سیستم های با بی نقصی در مرجع ]١٧٢[ طراحی شده است .
وقتی FTCS توجه بسیاری از تحقیقین را به عنوان یک ابزار مدرن کنترل جلب کرد ،مفهوم بی نقصی سیستم به طراحی PFTCS گسترش داده شد. یک روش طراحی PFTCS در مقابل خطاهای عملگر با استفاده از کنترل فیزیک حالت بر اساس راه حل معادلات ریکاتی در ]١۶۵[ انجام شده است .

  دانلود پایان نامه درموردنیازهای روانی، دوران کودکی، نهاد خانواده، احساس امنیت

به هر حال ،این روش های طراحی فقط برای سیستم های پایدارمجانبی حلقه بازقابل اعمال است . این محدودیت با فرض اینکه حالات خطای عملگر به یک مجموعه خاص محدود می شود و با استفاده از کنترل مربعی خطی و اندازه گیری عملکرد مرزنرمال HH ، تخفیف یافته است .

مسئله پایداری سازی همزمان زمانی مطرح شد که یک قانون کنترل منفرد برای پایدارکردن سیستمهای چندگانه استفاده می شد . وقتی مسئله پایدار سازی قابل اعتماد مطرح شد، مسئله دوگان مربوط طراحی کنترل کننده های چندگانه برای پایدارسازی یک سیستم منفرد است . این روش ها می توانند با به کاربردن افزونگی سخت افزاری سیستم ها برای طراحی یک PFTCS گسترش داده شود . یک روش طراحی گرافیکی می تواند پایداری سیستم حلقه بسته را در حالتی که خطا های سسنور/عملگر داریم تضمین کند، البته در صورتیکه انتخاب مناسبی از ساختار و پارمترهای کنترل کننده انجام شود . برای حالتی که افزونگی سخت افزاری محدود شده ای در سیستم ها و اطلاعات محدودی از خطاهای ممکن (تاریخچه پروسه و آثار خطاها )، وجود دارد، AFTCS باید برای بهبود قابلیت اعتماد سیستم به کار رود . به طور کلی، تحقیقات زیادی روی AFTCS شده است . متاسفانه، بسیاری از این تحقیق ها پراکنده است و فقط روی برخی جنبه های انفرادی تمرکز کرده اند .

AFTCS یک عنوان تحقیقاتی جاری است . تحقیقات خاصی انجام شده تا پایداری سیستم در مقابل خطاهای عناصر (اجزای)سیستم در سیستم های کنترل پرواز شود مانند کنترل کننده خود تعمیر پرواز برای اصلاح

١٣

عملکرد نادرست سطح پرواز . این کنترل کننده، توا
نایی کنترل را به اجزای اجرا کننده باقی مانده توزیع می کند. عملکرد سیستم در حوزه فرکانس می تواند جهت طراحی یک کنترل کننده اتوماتیک باقابلیت ساختاربندی مجدد استفاده شود . برای پوشش دادن عملکرد سیستم بعد از خطا، یک روش بر اساس شبه معکوس ارائه شده است . اشکال عمده این روش این است که پایداری سیستم معیوب تضمین نمی شود . این مشکل می تواند با مینیموم کردن اختلاف بین سیستم حلقه بسته نامی و تخمین زده شده بعد از خطا جهت رسیدن به ضرورت پایداری، حل شود . برای فراهم کردن ترمیم عملکرد، جایابی ساختار ویژه را می توان به کار برد . نتایج نوید داده شده با استفاده از روش معادل نبودن ماترین خطی (Linear matrix inequality) بدست می آید .
در سیستم های کنترل عملی، خطا ها به طور طبیعی تصادفی هستند . آنها ممکن است در زمانهای مختلف رخ دهند، سایز ناشناخته داشته باشند و ممکن است بریا هر یک از اجزای سیستم رخ دهند (سنسورها ، plant و یا عملگرها ) . سیستم های کنترلی در عمل ،در معرض

دیدگاهتان را بنویسید