Hibadetektálás korszerű analitikus módszerei járműipari alkalmazásokkal = Advanced analytic methods to fault detection with application to vehicle systems

1) A rendszer modelljének invertálásán alapuló detektálószűrők tulajdonságainak kutatása során kapott eredmények, ideértve elsősorban az inverz geometriai tulajdonságait és az inverz dinamika előállítására vonatkozó módszereket, lehetővé tették az optimális zavargyengítés módszerének a zavarokkal terhelt hibahatások teljes szétcsatolása révén történő alkalmazását az irodalom által eddig nem ismert módokon. Ezzel kapcsolatos legfontosabb eredményünk az inverz dinamikájának on-line becslésére épülő H-infinity optimális szűrés módszerének kidolgozása volt, ami jelentős nemzetközi visszhangot kiváltó, elismert, új tudományos eredmények megalkotásához vezetett. 2) A szakterület kutatóit általánosan érintő jelentős tudományos eredmény a Draper Lab. munkatársaival végzett kutatási tevékenység révén született folyóirat közlemény, amely a dinamikus rendszerekben és a kép illetve jelfeldolgozásban használatos detektálási módszerek eddig különállónak vélt elméleti módszereit helyezi közös alapokra, az invariáns alterek geometriai elméletének közös alapjaira. 3) Jelentős érdeklődést kiváltó eredményünk az elosztott dinamikus rendszerekben az állapotbecslés hibatűrésének és performancia mutatóinak javítására alkalmazható elosztott szűrési módszer kidolgozása, amely a szövetségi (federated) szűrőbankok továbbfejlesztése révén jött létre. | 1) The novel theory of detection filters, based on the idea of direct input reconstruction, which relies on the inverse representation of the system, can be used to construct novel filter structures, such as those which combine the advantages of optimal disturbance suppression and exact fault decoupling. The research also helped to clarify the geometric principles of the inverse. The algebraic-geometric methods can be used for the construction of the inverse. The most important result is the development of the H-infinity filtering method which is capable for optimally enhanced disturbance cancellation and exact fault decoupling based on the estimation of the inverse state. 2) The joint research with co-workers at Draper Laboratory has revealed a number of methodological parallelisms and similarities, as well as differences, in the game theoretic, stochastic, and geometric subspace formulations and solution approaches to robust detection in dynamic systems and in signal processing. It is a synthesizing result deserving the attention of both the control and the signal processing community. 3) The decentralized approach to state estimation of distributed dynamical systems over unreliable communication networks subject to uncertain and limited measurements has been addressed by federated filtering. The solution enhances fault tolerance and filter performance in sparsely distributed dynamical systems

Dinamikus rendszerek kvalitatív és kvantitatív tulajdonságainak vizsgálata és alkalmazásai = Applications and analysis of time varying systems

A lineáris rendszerek algebrai vizsgálata kapcsán bevezetett ún. vertikuum-típusú rendszerek segítségével sikerült igen bonyolult gráfú komplex gazdasági és műszaki rendszereket „egyszerűbb szerkezetűvé” transzformálni. A különféle vertikuum-típusú rendszerek mind gyakorlati, mind elméleti jelentősége abban rejlik, hogy egy természetes algoritmizálást kínál, másrészt az is kiderült, hogy „szinte minden” rendszer vertikuum-típusú rendszerré transzformálható. A kutatás során fontos eredmény volt, hogy a részvertikuumok irányíthatósága, megfigyelhetősége és a teljes rendszer irányíthatósága és megfigyelhetősége közötti kapcsolat, amely szerint ha a részvertikuumok megfigyelhetőek és/vagy irányíthatóak, akkor a teljes rendszer is megfigyelhető és/vagy irányítható. A vertikuum-típusú rendszerek vizsgálatakor felmerülő fontos probléma, ha az egyik Ai-t alrendszert ki-, vagy bekapcsoljuk. Egy ilyen rendszer irányíthatóságára adtunk rangfeltételt a kapcsolásokra feltett gerjesztési feltételek mellett, és ezután általánosítottuk több alrendszerre is, valamint sikerült a kapcsolt vertikuum típusú rendszerek irányíthatóságára és megfigyelhetőségére szükséges és elégséges feltételt adnunk. A kutatási tervben szereplő alkalmazásokat illetően egyfelől teljes mértékben teljesítettük a kitűzött kutatási feladatokat, másrészt azokat csatlakozó tematikával sikerült messzemenően kiterjeszteni, és új kontrollelméleti és játékelméleti modellezési vizsgálatokkal kiegészíteni. | Verticuum type systems were introduced during the algebraic analysis of linear systems, and proved to be an excellent means of transforming complex graphed economic and engineering systems to a simpler structure. The theoretical and practical significance of verticuum type systems is that on the one hand almost all systems can be transformed to a verticuum-type representation, and that they offer a straightforward algorithmic approach. An important result of our resarch was that a connection was made between the subverticuums and the original verticuum type systems controllability and observability qualities. We showed that if the subverticuums are observable and/or controllable then the original system is also observable and/or controllable. Concerning another important problem, the switching (on or off) type of subsystems we gave a rank condition for the controllability of the system under given persisting conditions made for the switching subsystem, and we generalised the results for multiple subsystems. Considering the applications outlined in the research plan we managed to fully perform the planned tasks, moreover with the thematical extensions we managed to make a much wider outreach by undertaking additional game theoretical and control theoretical analyses