Fault diagnosis and fault-tolerant control for nonlinear systems with linear output structure

Article describes the process of fault diagnosis and fault-tolerant control for nonlinear systems with linear output structure

Filtering for uncertain 2-D discrete systems with state delays

This is the post print version of the article. The official published version can be obtained from the link below - Copyright 2007 Elsevier Ltd.This paper is concerned with the problem of robust H∞ filtering for two-dimensional (2-D) discrete systems with time-delays in states. The 2-D systems under consideration are described in terms of the well-known Fornasini–Marchesini local state-space (FMLSS) models with time-delays. Our attention is focused on the design of a full-order filter such that the filtering error system is guaranteed to be asymptotically stable with a prescribed H∞ disturbance attenuation performance. Sufficient conditions for the existence of desired filters are established by using a linear matrix inequality (LMI) approach, and the corresponding filter design problem is then cast into a convex optimization problem that can be efficiently solved by resorting to some standard numerical software. Furthermore, the obtained results are extended to more general cases where the system matrices contain either polytopic or norm-bounded parameter uncertainties. A simulation example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed design method.This work was partially supported by the National Natural Science Foundation of China (60504008), Program for New Century Excellent Talents in University of China and the Postdoctoral Science Foundation of China (20060390231)

Shaping of molecular weight distribution using b-spline based predictive probability density function control

Issues of modelling and control of molecular weight distributions (MWDs) of polymerization products have been studied under the recently developed framework of stochastic distribution control, where the purpose is to design the required control inputs that can effectively shape the output probability density functions (PDFs) of the dynamic stochastic systems. The B-spline Neural Network has been implemented to approximate the function of MWDs provided by the mechanism model, based on which a new predictive PDF control strategy has been developed. A simulation study of MWD control of a pilot-plant styrene polymerization process has been given to demonstrate the effectiveness of the algorithms

Experimental studies on the shear resistance of original coal-shale joint

Purpose. Experimental study and theoretical modeling of the shear resistance of original coal-shale joint. Methods. A two-segment model was developed to describe the shear resistance-shear displacement curves obtained from the direct shear tests of eight coal-shale joints by letting the two segments of the fitting curve pass through the peak point of each curve. Findings. The two-segment model well describes the shear resistance variation of the coal-shale joints during the shear process, and there exist good relationships between the fitting parameters and the shear testing parameters. The initial slope of the softening part of the shear resistance – shear displacement curve can help to predict whether the coal pillar will burst drastically when it fails. Moreover, the normal displacement was very small in the pre-peak range which indicates that the complete detachment of original coal-shale joint surfaces has not occurred before the peak. Originality. Direct shear tests were conducted on original coal-shale specimens for the first time, and a two-segment model is developed to describe their shear resistance-shear displacement curves. The initial slope of the softening part of the shear resistance – shear displacement curve is proposed to predict the burst tendency of coal pillar. Different from unbonded rock joints, the detachment of the original coal-shale joint occurs just after the peak. Practical implications. The conclusions may have some help to understand the shear resistance mechanism of original coal-shale joint and to provide some new ideas of maintaining coal pillar stability.Мета. Експериментальне дослідження та теоретичне моделювання опору зсуву початкового шару вуглистого сланцю. Методика. Розроблено модель для опису кривих опору зсуву й зсувного зміщення, отриманих у результаті випробувань на прямий зсув восьми шарів вуглистого сланцю. Модель включає два сегменти апроксимуючої кривої, що проходять через вищі точки описуваних кривих. Результати. Запропонована модель достовірно описує зміну опору на зсув шарів вуглистого сланцю в про-процесі зсуву, при цьому визначено наявність тісного зв’язку між параметрами апроксимації та параметрами випробування на зсув. За початковим нахилом кривої в частині ослаблення опору зсуву й зсувного зміщення можна передбачити, чи відбудеться значне руйнування цілика вугілля при його обваленні. Нормальне зміщення є незначним у передпіковому діапазоні, що свідчить про те, що в цей час не відбувається повного відриву поверхонь шару вуглистого сланцю. Наукова новизна. Випробування на прямий зсув проводилися вперше на зразках початкового вуглистого сланцю. Двохсегментна модель була розроблена спеціально для опису кривих опору зсуву та зсувного зміщення досліджуваних шарів. За початковим нахилом кривої в частині ослаблення опору зсуву й зсувного зміщення можна передбачити характер руйнування цілика. На відміну від незв’язаних шарів породи, відділення початкового шару вуглистого сланцю відбувається після пікових значень досліджуваних кривих. Практична значимість. Висновки можуть допомогти зрозуміти механізм опору зсуву в первісному шарі вуглистого сланцю й окреслити нові підходи до збереження стабільності вугільного цілика.Цель. Экспериментальное исследование и теоретическое моделирование сопротивления сдвигу первоначального слоя углистого сланца. Методика. Разработана модель для описания кривых сопротивления сдвигу и сдвигового смещения, полученных в результате испытаний на прямой сдвиг восьми слоев углистого сланца. Модель включает два сегмента аппроксимирующей кривой которые проходят через высшие точки описываемых кривых. Результаты. Предлагаемая модель достоверно описывает изменение сопротивления на сдвиг слоев углистого сланца в процессе сдвига, при этом определено наличие тесной связи между параметрами аппроксимации и параметрами испытания на сдвиг. По начальному наклону кривой в части ослабления сопротивления сдвигу и сдвигового смещения можно предсказать, произойдет ли значительное разрушение целика угля при его обрушении. Нормальное смещение незначительно в предпиковом диапазоне, что свидетельствует о том, что в это время не происходит полного отрыва поверхностей слоя углистого сланца. Научная новизна. Испытания на прямой сдвиг проводились впервые на образцах первоначального углистого сланца. Двухсегментная модель была разработана специально для описания кривых сопротивления сдвигу и сдвигового смещения исследуемых слоев. По начальному наклону кривой в части ослабления сопротивления сдвигу и сдвигового смещения можно предсказать характер разрушения целика. В отличие от несвязанных слоев породы, отделение первоначального слоя углистого сланца происходит после пиковых значений исследуемых кривых. Практическая значимость. Выводы могут помочь понять механизм сопротивления сдвигу в первоначальном слое углистого сланца и обозначить новые подходы к сохранению стабильности угольного целика.The authors gratefully acknowledge funding by China National Natural Science Foundation (51109076) and the key scientific and technological project of Henan Province (152102210316)