FTC Control Using Multi-Model Takagi Sugeno Approch

Abstract

This work proposes an observer-based Fault Tolerant Control (FTC) for nonlinear descriptor systems approximated by Takagi-Sugeno representation. A control law is designed to compensate for sensor faults and enable the system states to track reference states corresponding to the output of the original descriptor system in the fault free case. Proportional Multi-Integral Observer (PMIO) and Proportional Integral Observer (PIO) are presented too. The stability of the system with the fault tolerant control law is analyzed using Lyapunov theory. The stability conditions and gains of the FTC are obtained in terms of linear matrix inequalities (LMIs). An application for Bioreactor is used to illustrate the efficiency of the method. --------------------------------------------------------------------------------- يقترح هذا العمل التحكم المتسامح للأعطال بناءً على المراقب لأنظمة الوصف غير الخطي التي يتم تقريبها بواسطة تمثيل تاكاجي-سوجينو. تم تصميم قانون تحكم لتعويض أعطال الاستشعار وتمكين حالات النظام من تتبع حالات المرجع المقابلة لإخراج النظام الأصلي في حالة عدم العطل. كما يتم تقديم المراقب المتعدد التكامل النسبي (PMIO) والمراقب النسبي التكاملي .(PIO) يتم تحليل استقرار النظام مع قانون التحكم المتسامح للأعطال باستخدام نظرية ليابونوف. يتم الحصول على شروط الاستقرار والمكاسب للتحكم المتسامح للأعطال بالنسبة للمعادلات الرياضية الخطية .(LMIs) يستخدم تطبيق لوعاء حيوي لتوضيح كفاءة الطريقة. --------------------------------------------------------------------------------- Ce travail propose un Contrôle Tolérant aux Défauts basé sur un observateur pour les systèmes descripteurs non linéaires approximés par la représentation Takagi-Sugeno. Une loi de contrôle est conçue pour compenser les défauts des capteurs et permettre aux états du système de suivre les états de référence correspondant à la sortie du système descripteur original en l'absence de défaut. L'Observateur Proportionnel Multi-Intégral (PMIO) et l'Observateur Proportionnel Intégral (PIO) sont également présentés. La stabilité du système avec la loi de contrôle tolérant aux fautes est analysée en utilisant la théorie de Lyapunov. Les conditions de stabilité et les gains du FTC sont obtenus en termes d'inégalités matricielles linéaires (LMIs). Une application pour un bioréacteur est utilisée pour illustrer l'efficacité de la méthode.