Um Algoritmo de Detecção e Isolamento de Falhas Baseado em Redundância Analítica para um Subsistema de Controle de Roda de Estrada em um Sistema de Direção por Fio

Este artigo apresenta uma nova redundância analítica baseada em observador para um sistema de direção por fio (SBW). Uma metodologia de redundância analítica foi utilizada para reduzir o número total de sensores de ângulo de roda de estrada (RWA) em um sistema SBW baseado em RWA triplemente redundante, mantendo um alto nível de confiabilidade. Um observador de estado completo foi projetado usando o modelo combinado do veículo e do sistema SBW para estimar o ângulo de deslizamento lateral do corpo do veículo. O ângulo de direção foi então estimado a partir dos estados observados e medidos do veículo (ângulo de deslizamento lateral do corpo e taxa de guinada), bem como a entrada atual para o(s) motor(es) elétrico(s) do SBW. Um algoritmo de detecção e isolamento de falhas (FDI) foi desenvolvido usando um esquema de votação majoritária, que foi então usado para detectar sensor(es) defeituoso(s) para manter a dirigibilidade segura. Os algoritmos de FDI baseados em redundância analítica propostos e o modelo de veículo linearizado foram modelados no SIMULINK. Os resultados da simulação mostram que o algoritmo de FDI baseado em redundância analítica proposto fornece o mesmo nível de tolerância a falhas que em um sistema SBW com redundância de hardware total contra falhas de ponto único.