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生産システムの異常診断入門System Check

第68回 異状検知・診断のための状態観測器 その1

8.2 異状検知・診断のための状態観測器

8・1で述べたように、異状、故障の発生に伴い
システムのパラメータは変化し、また故障に伴い
システムの動作点が大きくずれる可能性がある。
したがって式(8・1)の線形モデルは異状、
コショウ状態ではシステムを正しく記述しない。
このような誤ったモデルを利用して作られる
状態推定器(観測器)は誤った状態推定を行う
ことになり異状検知・診断には使用できない。
そこで、次に以上の問題を解決するいくつかの
最小次元状態観測器を紹介する。

8・2・1 定係数線形観測器

いま、頻度の高いシステム故障が幾つかに
限定でき、その呼称とシステム中のパラメータが
対応づく場合を考える。このようなシステムが

で記述されるものとする。ここでベクトル、
行列は次のように定義される。

x(t):n次元状態ベクトル  u(t):s次元ベクトル
x0:x(t)の初期値      y(t):m次元出力ベクトル
p:あらかじめ想定される故障により変化する不確定パラメータ
g(x,u,p,t):l次元ベクトル関数、このベクトルの各要素は
       システム中の非線形要素、故障による不確定性を含む
Qg(x,u,p,t):非線形要素、故障による不確定性を含むサブシステム
w(t):n次元システムノイズベクトルで平均値は0
v(t):m次元観測ノイズベクトルで平均値は0
A:n×n次元定係数システム行列  B:n×s次元定係数入力行列
C:m×n事件定係数出力行列    Q:n×l次元定係数行列

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