Abstract
This paper proposes a novel method to organise the reconfiguration process of decentralised controllers after actuator failures have occurred in an interconnected system. If an actuator fails in a subsystem, only the corresponding control station should be reconfigured, although the fault has effects on other subsystems through the physical couplings. The focus of this paper is on the organisation of the reconfiguration process without a central coordinator. Design agents exist for each of the subsystems which store the subsystem model. A local algorithm is presented to gather models from neighbouring design agents with the aim to set-up a model which describes the behaviour of the faulty subsystem including its neighbours. Furthermore, local reconfiguration conditions are proposed to design a virtual actuator so as to guarantee stability of the overall system. As a consequence, the design agents “play” together to gather the model of the faulty subsystem before the reconfigured control station is “plugged-in” the control hardware. Plug-and-play reconfiguration is illustrated by an interconnected tank system.
Zusammenfassung
In diesem Beitrag wird eine neue Methode zur Organisation des Rekonfigurationsprozesses dezentraler Regler nach Aktorausfällen in einem verteilten System vorgestellt. Es wird lediglich der Teilregler des Teilsystems rekonfiguriert, in dem der Aktor ausgefallen ist, obwohl sich der Fehler über die physikalische Kopplung auf weitere Teilsysteme auswirkt. Der Beitrag beschreibt die Organisation der Rekonfigurationsschritte, ohne dass dafür eine globale Koordination zur Verfügung steht. Diese Aufgabe wird von den Teilsystemen zugeordneten Entwurfsagenten übernommen, welche die zugehörigen Teilsystemmodelle besitzen. Es wird ein lokaler Algorithmus zur Beschaffung relevanter Modelle vorgestellt, um das Verhalten des fehlerhaften Teilsystems unter dem Einfluss der Nachbarsysteme zu modellieren. Weiterhin werden lokale Bedingungen präsentiert, unter denen ein virtueller Aktor entworfen werden kann, um die Stabilität des Gesamtsystems zu garantieren. Dabei tauschen die Entwurfsagenten untereinander Modelle aus, um das fehlerhafte Teilsystems zu modellieren (“play”) und schlussendlich den rekonfigurierten Teilregler zu implementieren (“plug-in”). Plug-and-play-Rekonfiguration wird an einem Tanksystem erprobt.
About the authors
Sven Bodenburg is PhD student at the Institute of Automation and Computer Control at the Ruhr-University Bochum, Germany. Field of interest: reconfiguration of interconnected systems.
Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Automatisierungstechnik und Prozessinformatik, D-44780 Bochum, Germany
Jan Lunze is head of the Institute of Automation and Computer Control at the Ruhr-University Bochum, Germany. Fields of interest: hybrid dynamical systems, process diagnosis, networked control systems.
Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Automatisierungstechnik und Prozessinformatik, D-44780 Bochum, Germany
©2016 Walter de Gruyter Berlin/Boston
