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戈马提·维拉萨米;拉姆库马尔·坎南;拉凯什·库马尔·悉达坦;古鲁普拉萨特·穆拉利德兰;文卡泰什·西瓦南达姆;阿米塔拉扬、伦加拉扬

将遗传算法调谐的自适应衰减记忆卡尔曼滤波器与模型预测控制器集成，用于传感器故障和不准确噪声协方差下的水泥窑主动容错控制。 （英语） Zbl 07431704号

数学。计算。模拟。 191, 256-277 (2022).
小结：传感器故障下水泥窑的可靠控制对确保水泥熟料质量至关重要。为了实现这一目标，提出了一种主动容错控制（FTC）方案，用于在测量不准确的情况下控制水泥窑的燃烧区温度。FTC是通过将自适应衰落记忆卡尔曼滤波器（AFMKF）集成到现有的模型预测控制器（MPC）框架中来实现的。卡尔曼滤波器的残差用于检测故障，模型预测代替传感器测量。因此，需要一个准确的模型及其相关的噪声协方差。通过使用所提出的AFMKF在线估计传感器噪声协方差，确保了模型精度。使用多目标遗传算法（GA）调整AFMKF的超参数，以最小化建模和跟踪误差。传感器测量故障、偏差和卡住被考虑用于拟议FTC的性能验证。与传统MPC相比，根据积分平方误差（ISE）和能量利用率评估故障恢复率。实验结果表明，使用所提出的GA调谐AFMKF可以显著提高模型精度和容错性能。

引用于三文件

MSC公司：

93至XX 系统论；控制
94-XX年 信息与通信理论、电路

关键词：

遗传算法;卡尔曼滤波器;衰减存储器;模型预测控制;水泥窑;容错控制
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\textit{G.Veerasamy}等人，《数学》。计算。模拟。191256-277（2022；Zbl 07431704）
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参考文献：

[1] https://www.cementequipment.org/home/quality-composition-of-cement-clinker。
[2] 穆斯塔法·阿米奇；阿卜杜勒马利克·库阿德里；Bensmail，Abderazak，带模糊逻辑滤波器的改进移动窗口动态PCA及其在故障检测中的应用，化学计量学。智力。实验室系统。，17, 100-113 (2018)
[3] 艾哈迈德·阿姆兰；Abdelkader，拉拉比；Aitouce，Abdel，用于感应电机故障传感器估计的未知输入观测器设计，数学。计算。模拟，167，415-428（2020）·Zbl 1510.78029号
[4] 阿比吉特·巴德韦；拉文德拉·古迪；罗希特·帕特沃德汉；沙阿，西里什；Patwardhan，Sachin，《MPC应用中的模型-塑性失配检测》，《过程控制杂志》，第19期，第1305-1313页（2009年）
[5] 阿泽丁·巴克迪；阿卜杜勒马利克·库阿德里；Bensmail，Abderazak，《使用PCA和基于EWMA的自适应阈值监测方案对水泥回转窑进行故障检测和诊断》，Control EngPract，66，64-75（2017）
[6] Bencheikh，F。；Harkat，M.F。；Kouadri，A。；Bensmail，A.，用于水泥回转窑故障检测和诊断的新型简化核PCA，Chemmeter。智力。实验室系统。，204，第104091条pp.（2020）
[7] 布兰克，M。；弗雷，W.C。；Kraus，F。；巴顿，J.R。；Staroswiecki，M.，什么是容错控制？，IFAC程序。第33、11、41-52卷（2000年）
[8] 布兰克，M。；金纳德，M。；Lunze，J。；Staroswiecki，M.，《诊断和容错控制》（2016），施普林格出版社·Zbl 1349.93002号
[9] M.Blanke，M.Staroswiecki，N.E.Wu，容错控制中的概念和方法，收录于《2001年美国控制会议论文集》。（目录号01CH37148），第4卷，2001年，第2606-2620页。
[10] 博纳，M。；卡斯塔尔迪，P。；米姆，N。；Simani，S.，《非线性系统的主动容错控制：拉杆示例》，《国际应用杂志》。数学。计算。科学。，21, 3, 441-445 (2011) ·Zbl 1234.93054号
[11] 德布，K。；Goel，T.，控制精英非支配排序遗传算法以获得更好的收敛性，（国际会议进化多准则优化国际会议进化多准则优化，计算机科学讲义（2001），施普林格），67-81
[12] 多维安，D。；洛加，V。；Škrjanc，I.，《废水处理过程监控系统中进化模糊模型（eFuMo）的实现》，IEEE Trans。模糊系统。，23, 5, 1761-1776 (2014)
[13] 弗洛里安·埃格尔（Florian Eger）；科林·雷夫（Colin Reiff）；伯恩德·布兰特；科莱达尼、马塞洛；Verl，Alexander，《实现零缺陷制造的多阶段生产系统中的相关分析方法》，Procedia CIRP，72（2018），645-640
[14] Ergocmen，Burak，使用线性和非线性方法的固定翼无人机容错飞行控制应用（2019年），中东技术大学：土耳其中东技术大学
[15] 费拉莫斯卡，A。；González，A.H。；利蒙，D。；Odloak，D.，《单层稳健MPC：多模型方法》，IFAC Proc。第47卷，第3卷，第11067-11072页（2014年）
[16] 戈马蒂，V。；塞沙赫里·斯里尼瓦桑；Ramkumar，K。；Guruprasath，M.，《水泥行业基于结构分析的传感器测量故障诊断》，《控制工程实践》，64，148-159（2017）
[17] Guruprasath，M.，《水泥磨机回路的鲁棒模型预测控制》（2011），NITT，博士论文
[18] 韩，Y。；哦，S。；Choi，B。；夸克，D。；Kim，H.J。；Kim，Y.，使用自适应观测器和输入偏差估计器对飞机操纵面进行故障检测和识别，IET控制理论应用，6，10，1367-1387（2012）
[19] 黄，S。；Tan，K.K。；Lee，T.H.，使用卡尔曼滤波器的线性驱动器故障诊断和容错控制，IEEE Trans。Ind.Electron，59，114285-4292（2012）
[20] 美国Jan。；Lee，Y.D。；Shin，J.等人。；Koo，I.，基于支持向量机和统计时域特征的传感器故障分类，IEEE Access，58682-8690（2017）
[21] 科里根，E.C。；Maciejowski，J.M.，模型预测控制中的软约束和精确惩罚函数（2000）
[22] Korbicz，J。；Patan，K。；Witchzak，M.，容错控制：分析和软计算解决方案，（自动控制、机器人和信息处理（2021），施普林格：施普林格-查姆），565-588·Zbl 1481.93026号
[23] 阿卜杜勒马利克·库阿德里；Abderazak本斯梅尔；艾尔顿，艾莎；Refoufi，Larbi，《水泥回转窑突变检测算法的自适应阈值估计方案》，《计算应用数学杂志》，259835-842（2014）
[24] 刘一石；董希旺；Ren，Zhang，带执行器故障和约束的商用飞机容错控制，J Franklin Inst，3563849-3868（2019）·Zbl 1412.93027号
[25] Mwasilu，F。；Jung，J.，基于EV牵引应用自适应EKF的内部PMSM增强容错控制，IEEE Trans。电力电子，31，8，5746-5758（2016）
[26] Himanshukumar Patel，Vipul Shah，《非线性系统的容错控制策略：在双容标准无交互液位控制系统中的应用》，载于：IEEE DISCOVER会议，2018年，第64-70页。
[27] Patton，R.J.，容错控制，Encycl。系统。控制，42，2-428（2015）
[28] 帕泽拉，M。；Buciakowski，M。；Witczak，M.，《动态非线性系统的鲁棒多传感器容错控制：在空气动力学双转子系统中的应用》，国际期刊应用。数学。计算。科学。，28, 2, 297-308 (2018) ·Zbl 1396.93062号
[29] 佩奇，M。；Vrchota，J。；Bednář，J.，《智能工厂中的预测维护和智能传感器》，传感器，21，4，1470（2021）
[30] 彭，T。；丹·H。；Yang，J.，有限控制集模型预测控制矩阵变换器的开开关故障诊断和容错，IEEE Trans。Ind.Electron，63、9、5953-5963（2016）
[31] M.Ping，M.Guoying，L.Yunping，Z.Bochao，Y.Le，一类时滞奇异摄动系统的主动容错控制，载于：中国控制与决策会议，2019年，第1986-1990页。
[32] 普拉萨特，G。；Jørgensen，J.B.，不确定系统鲁棒MPC的软约束，IFAC Proc。第42、11、225-230卷（2009年）
[33] 基里诺，R.B。；Bottura，C.P.，《使用重叠分解进行复合故障检测和隔离的方法》，《Sba：控制巴西社会》，14，3，245-253（2003）
[34] Raj，S。；库马尔，S.R。；巴拉吉，V.S。；Ramkumar，K.，基于卡尔曼滤波器的视觉反馈平面电缆驱动机器人位置估计，国际期刊应用。工程研究，9，15，2779-2787（2014）
[35] 莱恩，F.F.H。；Reniers，医学硕士。；范德莫特尔·弗朗扎克，J.M。；Rooda，J.E.，容错监督控制器的结构化综合，IFAC在线论文，51，24，894-901（2018）
[36] 马苏德·萨代基安；Fatehi，Alireza，利用局部线性神经模糊技术识别、预测和检测水泥回转窑的过程故障，《过程控制杂志》，21，2，302-308（2011）
[37] Salcedo Hernandez，J。；Rivas-Perez，R。；Sotomayor Moriano，J.J.，《水泥回转窑温度控制通用预测控制器的设计》，IEEE Lat.Am.Trans，16，4，1015-1021（2018）
[38] S.V.Shepherd，水泥厂仪表的当前趋势，收录于：2007 IEEE水泥工业技术会议记录，2007年，第1-16页。
[39] 史J。；Si，G。；Zhang，Y.，分数傅里叶变换在使用声波信号预测球磨机负荷中的应用，IEEE Access，l，7，84170-84181（2019）
[40] S.Simani、S.Alvisi、M.Venturini，《应用于模拟水电系统的容错模型预测控制》，载于：2016年第三届控制和容错系统会议（SysTol），2016年，第251-256页。
[41] 哈利尔·索肯（Halil E.Soken）。；Hajiyev，Chingiz，使用鲁棒自适应UKf的皮卫星容错姿态估计，IFAC Proc。第45、20、726-731卷（2012年）·Zbl 1303.93176号
[42] 康拉德·S·斯塔德勒。；波兰，1月；Gallestey，Eduardo，《水泥回转窑的模型预测控制》，control Eng Pract，19，1，1-9（2011）
[43] 美国苏雷什。；Ramkumar，K。；Balasubramanian，G。；Rakesh Kumar，S.，基于卡尔曼滤波器的管壳式换热器状态反馈控制，国际化学技术研究杂志，6，5，2668-2675（2014）
[44] 图鲁特尔，T.G。；休斯，J。；Georgopoulou，A。；克莱门斯，F。；Iida，F.，使用冗余和不相交的时变软机器人传感器进行准确的静态估计，IEEE Robot。自动化。莱特。，6, 2, 2099-2105 (2021)
[45] 蔡，Y。；Gopaluni，R.B。；D.马歇尔。；Chmelyk，T.，模型预测控制器的模型-模拟失配检测新算法，IFAC-Papers Online，48，8，746-752（2015）
[46] 瓦拉马蒂（Valarmathi，R.）。；Rakeshkumar，S。；Ramkumar，K。；Guruprasath，M.，《使用带有交互式决策树的遗传算法优化工业水泥窑过程的模型预测控制器权重》，《过程》，7，12，938（2019）
[47] 克里斯·维尔兹（Kris Villez）；斯里尼瓦桑，巴布吉；伦加斯瓦米，拉古纳坦；Shankar Narasimhan；Venkatasubramanian，Venkat，《基于卡尔曼的故障检测和识别策略（FDI）：缓冲罐系统的扩展和关键评估》，《计算化学工程》，35，5，806-816（2011）
[48] 王，X。；Yaz，E.E.，离散时间非线性系统的二阶容错扩展卡尔曼滤波器，IEEE Trans。自动化。控制，64，12，5086-5093（2019）·Zbl 1482.93638号
[49] Witchzak，M.，《非线性系统的故障诊断和容错控制策略》，375-392（2014），施普林格国际出版公司·Zbl 1321.93003号
[50] Justin Y.Q.Wong。；夏尔马、什沃姆；Rangaiah，G.P.，《使用带终止准则的精英非支配排序遗传算法设计多目标管壳式换热器》，应用。热量。工程，93，888-899（2016）
[51] 肖冠南；刘飞，间歇故障的分布式容错模型预测控制，IET控制理论应用，13,101554-1563（2019）·Zbl 1432.93017号
[52] 薛、达；El-Farra，Nael H.，非线性过程的预测触发容错模型预测控制，IFAC在线论文，50，1，15928-15933（2017）
[53] 杨荣敏。；郭成佑。，具有间歇性故障的切换ASM的容错，IET控制理论应用，11，9，1443-1449（2017）
[54] 杨振中，王晓霞，于浩，水泥回转窑煅烧区温度广义预测控制研究，收录于：IEEE高级信息管理，通信，电子与自动化控制会议（IMCEC），2016年，第1653-1658页。
[55] 周，J。；刘，Y。；Zhang，T.，基于SROS-ELM的航空发动机传感器故障诊断的分析冗余设计，数学。问题。工程（2016）
[56] 朱建伟。；Gu，C.Y。；丁·S。；张伟安。；王，X。；Yu，L.，一种新的基于观测器的协同容错跟踪控制方法及其在网络化多轴运动控制系统中的应用，IEEE Trans。Ind.Electron公司。(2020)
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