Sistemi di Supervisione Adattativi
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Supervision and Adaptive Systems. Modulo di 60 ore al I anno dell Laurea
Magistrale in Ingegneria dell'Automazione e Informatica, Laurea Magistrale in Meccanica, e Laurea in Informatica. Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Ferrara
Course Programme
Introduction: Course Introduction
Issues in Model-Based Fault Diagnosis
Fault Detection and Isolation (FDI) Methods based on Analytical Redundancy
Model-based Fault Detection Methods
Issues in Model-Based Fault Diagnosis
Model Uncertainty and Fault Detection
The Robustness Problem in Fault Detection
System Identification for Robust FDI
Fault Identification Methods
Modelling of Faulty Systems
Residual Generation Techniques
The Residual Generation Problem
Fault Diagnosis Technique Integration
Fuzzy Logic for Residual Generation
Neural Networks in Fault Diagnosis
Residual Robustness to Disturbances
Application Examples
Downloads: Lecture Notes
Filmati delle Lezioni di Teoria (Canale YouTube Ingegneria LM Informatica e dell'Automazione)
0. Introduzione al Corso
1. Elementi di Supervisione e Diagnosi dei Guasti
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101. 28/09/2020. Analisi della Bibliografia del Settore e Nomenclatura nella Diagnosi dei Guasti. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 31 min. circa).
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102. 28/09/2020. Esempi applicativi. Il Principio della Ridondanza Fisica e Analitica. La Generazione e la Valutazione del Residuo per la Diagnosi dei Guasti: Introduzione. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 28 min. circa).
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103. 05/10/2020. Introduzione alla Descrizione Matematica dei Processi Dinamici sotto Osservazione e Modellistica dei Guasti per la Diagnosi. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 37 min. circa).
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104. 05/10/2020. La Generazione e Valutazione del Residuo per la Diagnosi dei Guasti. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 39 min. circa).
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105. 05/10/2020. Tecniche di Generazione del Residuo. Metodi di Stima Parametrica. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 46 min. circa).
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106. 12/10/2020. Equivalenza tra Modelli Ingresso - Uscita e Modelli nello Spazio degli Stati a Tempo Discreto LTI. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 37 min. circa).
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107. 12/10/2020. Metodo di Generazione del Residuo basato sugli Osservatori Dinamici dell'Uscita. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 32 min. circa).
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108. 12/10/2020. Strategia di Generazione di Residui per l'Isolamento dei Guasti sui Sensori di Uscita di un Processo Dinamico. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 26 min. circa).
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109. 19/10/2020. Le Equazioni (Relazioni) di Parità per la Generazione dei Residui. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 25 min. circa).
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110. 19/10/2020. Dopo la Generazione dei Residui: Il Problema della Valutazione dei Residui. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 19 min. circa).
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111. 19/10/2020. Integrazione delle Tecniche di Diagnosi dei Guasti - Introduzione alle Reti Neurali e Sistemi Fuzzy. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 37 min. circa).
2. Il Metodo della Stima Parametrica come Tecnica di Generazione dei Residui per il Rilevamento dei Guasti di Processo o Sistema
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201. 19/10/2020. La stima di parametri tempo varianti per la diagnosi dei guasti sui componenti di un processo dinamico. Link al filmato sul canale YouTube (durata: 45 min. circa).
3. Reti Neurali e Sistemi Fuzzy per la Modellistica e la Diagnosi dei Guasi nei Processi Dinamici
4. Videolezioni con Esempi Pratici di Applicazione di Sistemi di Supervisione Adattativi in Matlab e Simulink. Esercizi per la Preparazione all'Esame
5. Esercitazioni al PC e Filmati delle Lezioni in Laboratorio di Informatica
References: Monographs and Textbooks on FDI
Simani, S. and Fantuzzi, C. and Patton, R. J., "Model-based fault
diagnosis in dynamic systems using identification techniques",
Springer-Verlag, 2002. ISBN 1852336854. Advances in Industrial Control
Series. London, UK. First Eq. November, 2002. (298 pages).
Chen, J. and Patton, R. J., "Robust Model-Based Fault Diagnosis for Dynamic Systems", Kluwer Academic
Publishers, 1999. ISBN: 0792384113.
Downloads: Related Readings
"Model-Based Fault Diagnosis for Industrial Processes" (Silvio Simani's Extended Report, October 2007): (PDF file, 35 MB).
Parameter Estimation Examples for Fault Detection. Matlab and Simulink files and models for Matlab 6.1:
(zipped Matlab and Simulink files, 5 KB).
Recursive Estimation Examples. 2 Matlab files for Matlab 6.1:
(zipped Matlab and Simulink files, 2 KB).
Design Example of Output Observer for FDI. Example with Noise (Matlab and Simulink files and models for Matlab 6.1):
(zipped Matlab and Simulink files, 7 KB).
Design Example of Output Observers for FDI. SIMO Model with three Observers.
(2 Matlab files and 1 Simulink model for Matlab 6.1):
(zipped Matlab and Simulink files, 5 KB).
Examples taken from
Matlab Exchange Files Web Site: (i) implementation of a two-layers two-neurons network, (ii)
multi-layer perceptron training with variable learning rate, (iii) character recognition GUI.
Zipped Matlab file (495 KB).
Three examples taken from the web site of Prof. Robert
Babuska, Intelligent Control and Robotics, Delft Center for Systems and Control, Faculty of Mechanical
Engineering and Systems, Delft University of Technology. Interactive identification of static and dynamic
systems. Zipped Matlab directory (213 KB).
Examples of nonlinear models and neural network training. Zipped Matlab
and Simulink directories (14 MB).
Examples of integration of neural networks and fuzzy models with dynamic observers and filters for
fault detection and isolation. Zipped Matlab
and Simulink directories (5 MB).
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