整合式控制與診斷系統之設計

Abstract

控制系統如今已被廣泛運用於工業界。為了避免因系統出錯而導致對於人體的傷害與 經濟損失，建立診斷系統(diagnostic system) 以便能對潛在的問題提出預警已是刻 不容緩的工作。目前已有相當多設計診斷系統的方法被提出，然而大部分的方法都只 考慮開迴路系統(open-loop system)。因此在本論文中將首先探討控制器對於診斷系 統之影響，並且證明在滿足控制與診斷的基本要求時，無論是命令訊號(command input signal) 或者是控制器輸出訊號(controller output signal)均可用來設計診 斷系統。即使在模型不準確的情況下，兩種結構亦能獲得同樣的結果。除此之外，在 論文中也提出了一種能夠隨著命令訊號而調變的適應性臨界值(adaptive threshold) 的選取方法。該方法能夠避免固定的臨界值所可能導致的漏失警報(missed alarm)問 題。本論文的最後一部分乃是將整合式控制與診斷系統(the integrated control and diagnostic system)應用於非線性時變的風洞問題(wind tunnel problem) 上： 在控制方面，以LQG/LTR 設計法達成了拒絕雜訊(noise-rejection) 與良好的循軌成 效(tracking performance)；在診斷方面，雖然因為模型的不準確使得感測器 (sensor)的錯誤無法完全分離(decoupled) ，許多有助於錯誤診斷的資訊仍然可由所 設計的診斷系統獲得。