Изоляция отказа исполнительного механизма

Для изоляции отказа исполнительного механизма будем использовать дополнительный наблюдатель состояния (рисунок 3.20). Спроектируем формирователь рассогласования. Представим описание модели исполнительного механизма (2.10) в переменных состояния:

                   (3.71)

Наблюдатель состояния в этом случае будет иметь вид:

 (3.72)

а формирование рассогласования будет осуществляться следующим образом:

       (3.73)

Сигнал о положении задвижки получаем с помощью датчика положения, вероятность возникновения отказа f_s3 в котором так же необходимо учитывать. Таким образом, в соответствии с формулами (2.41), (2.42), (2.44) рассогласование r_a(t) будет реагировать на эти два отказа:

.         (3.74)

Рис. 3.20. Изоляция отказа исполнительного механизма

Пороговое значение для сигнала рассогласования T_a = 6e-17. При отказе исполнительного механизма или датчика положения это рассогласование будет превышать пороговое значение, сигнализируя об отказе. (см. рисунки 3.21, 3.22).

Рис. 3.21. Рассогласование r_a(t) при отказе исполнительного механизма

Рис. 3.22. Рассогласование r_a(t) при отказе датчика положения

Изоляция отказов элементов системы

Таким образом, с помощью наблюдателей состояния мы получили шесть сигналов рассогласования: r₁, r₂, r₃ – формирователь (3.67), r_s1, r_s2 - формирователи (3.78) и (3.79), r_a – формирователь (3.83). Для построения системы диагностики, позволяющий изолировать все рассматриваемые отказы, необходимо рассматривать все эти рассогласования совместно. Как видно из рисунков (3.12)-(3.16) рассогласования r₁, r₂, r₃ реагируют на все возможные отказы в системе, r_s1, r_s3 так же будут чувствительны ко всем отказам, а r_а сформировано таким образом, чтобы реагировать только на отказ исполнительного механизма и датчика положения.

Реакции этих рассогласований на все рассматриваемые отказы представлены в таблице 3.4. В таблице значение «0» соответствует отсутствию реакции рассогласования на отказ, «1» - рассогласование чувствительно к отказу.

Таблица 3.4.

Сигнатуры рассогласований при различных отказах

Из таблицы видно, что по сформированным рассогласованиям можно изолировать отказы исполнительного механизма, датчика уровня h₂, датчика положения задвижки и отказы системы.

Однако реакция рассогласований на отказы объекта управления (утечка в баке и отказ задвижки) одинакова. С помощью полученных рассогласований изолировать эти отказы невозможно и для выполнения этой задачи необходимо использовать другую методику.