2.4.2 การประมวลผลสัญญาณพิเศษ

      วิธีการบางส่วนสำหรับ ปริมาณที่ไม่สามารถวัดได้ (Nonmeasurable quantities) นั่นได้รับการสร้างขึ้นใหม่ จากแบบจำลองกระบวนการทางคณิตศาสตร์ ในแนวทางนี้ มีความเป็นไปได้ที่จะนำไปควบคุมอัตราความชื้น, ความเค้น, ความร้อนของวัสดุ และการลื่นไถล

      หรือการตรวจสอบดูแลอุปกรณ์ต่าง ๆ อย่างใกล้ชิด เช่น ความต้านทาน, ความจุของตัวเก็บประจุ, อุณหภูมิภายในชิ้นส่วน, พารามิเตอร์ของการสึกหรอ และการปนเปื้อน กระบวนการสัญญาณเหล่านี้อาจจำเป็นต้องมีการกลั่นกรองพิเศษ เพื่อคำนวณช่วงกว้างคลื่น หรือความถี่ของการสั่นสะเทือน เพื่อคำนวณปริมาณทางอนุพันธ์ (การดิฟ) และปริพันธ์ (การอินทิเกรต) หรือ สังเกตการณ์ตัวแปรสถานะ (State variable)

2.4.3 ระบบปรับเปลี่ยนการควบคุม และฐานจำลอง

      กระบวนการข้อมูล ที่มีระดับต่ำจนถึงน้อยสุด จะดำเนินการโดยขั้นตอนอัลกอริทึมอย่างง่าย หรือแบบจำลองซอฟแวร์ภายใต้สภาวะเวลาจริง (Real time) ขั้นตอนอัลกอริทึมเหล่านี้สามารถปรับค่าพารามิเตอร์ได้อย่างเป็นอิสระ ซึ่งมีการปรับเปลี่ยนในทางสถิตศาสตร์ (อยู่นิ่ง) และพลศาสตร์ (เคลื่อนไหว)

      มีพฤติกรรมของกระบวนการในทางตรงกันข้ามกับการปรับแบบธรรมดาโดยการทดลอง และข้อผิดพลาด จะใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ช่วยให้เกิดการปรับตัวโดยอัตโนมัติอย่างแม่นยำ และรวดเร็ว

      แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สามารถรับได้โดยระบุรายละเอียด และประมาณค่าพารามิเตอร์ ซึ่งใช้เพื่อการป้อนข้อมูล และการวัดตัวอย่างของสัญญาณขาเข้า และขาออก วิธีการนี้ไม่ได้ถูกจำกัดแค่วัดได้ในรูปแบบเชิงเส้นเท่านั้น แต่ยอมให้สำหรับระบบไม่เชิงเส้นหลายชั้นด้วย

      หากวิธีการประมาณพารามิเตอร์ที่ผสมผสานร่วมกับขั้นตอนอัลกอริทึม ทำให้เกิดเป็นวิธีการควบคุมที่เหมาะสมในขั้นตอนการออกแบบ จะส่งผลไปถึงระบบควบคุมการปรับตัว ที่สามารถนำไปใช้สำหรับการปรับตัวควบคุมให้เกิดความแม่นยำที่เพียงพอสำหรับการทดสอบ

2.4.4 การกำกับดูแล และการตรวจสอบความผิดปกติ

      มาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของจำนวนของฟังชันก์อัตโนมัติ (Autonomy= ความเป็นอิสระ) ประกอบไปด้วย ส่วนประกอบทางอิเล็กทรอนิกส์, เซ็นเซอร์ตัวตรวจจับ และอุปกรณ์ทำงาน จะมีความซับซ้อน กับความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น

      การรวมกันของการกำกับดูแล (Supervision) กับการตรวจสอบความผิดปกติ กลายเป็นสิ่งสำคัญ และสำคัญมากยิ่งขึ้น นี้เป็นลักษณะโดยธรรมชาติที่สำคัญของระบบแมคาทรอนิกส์ที่มีความชาญฉลาด รูปด้านล่าง

รูปโครงสร้างของแบบจำลองพื้นฐานในการตรวจสอบความผิดปกติ

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

แสดงให้เห็นถึงการะบวนการที่ได้รับอิทธิพลจากความผิดปกติ ความผิดปกตินี้บ่งบอกถึงความเบี่ยงเบนที่ไม่ยอมให้จากสถานะปกติ และสามารถสร้างขึ้นมาได้ทั้งภายนอก หรือภายใน

      ความผิดพลาดจากภายนอก สาเหตุน่าจะมาจากผลของ แหล่งจ่ายกำลังงาน, การปนเปื้อน หรือการชนกัน ส่วนความผิดพลาดจากภายใน น่าจะเกิดจาก การสึกหรอ, การหายไปของสารหล่อลื่น หรือการทำงานที่ผิดปกติของอุปกรณ์ หรือตัวตรวจจับ

      วิธีแบบเก่า ในการตรวจสอบความผิดปกติก็คือ มีการจำกัดค่าในการตรวจสอบ โดยมีค่าขีดจำกัดของตัวแปรที่วัดได้บางส่วน อย่างไรก็ตาม ความผิดพลาดที่เริ่มเกิดขึ้นไม่สามารถตรวจพบชั่วคราวได้ตามปกติ และในการวินิจฉัยอย่างละเอียด มันจะไม่ง่ายนักที่จะใช้วิธีนี้

      วิธีการวินิจฉัย และตรวจสอบความผิดปกติ (Model-based fault detection and diagnosis methods) ถูกพัฒนาขึ้นมาไม่นานมานี้ เพื่อให้สามารถตรวจสอบสัญญาณที่ผิดปกติเล็ก ๆ ที่วัดตามปกติ ทำงานอยู่ในวนรอบปิด (Close loops)

      โดยขึ้นอยู่กับสัญญาณที่วัด (U(t)), สัญญาณขาออก (Y(t)) และแบบจำลองกระบวนการ คุณลักษณะจะถูกสร้างโดยการประมาณค่าพารามิเตอร์, การสังเกตทางด้านสถานะ กับขาออก และสมการเท่าเทียมกัน (Parity equations) ดูในรูปด้านล่าง

รูปตัวอย่างวิธีการวินิจฉัย และตรวจสอบความผิดปกติ

      ที่อาจมีความคลาดเคลื่อนเหล่านี้ แล้วเมื่อเปรียบเทียบกับสิ่งที่คลาดเคลื่อนในพฤติกรรมปกติ และมีวิธีการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงลักษณะอาการของมันโดยดูได้จากการวิเคราะห์ จากนั้น การวินิจฉัยความผิดพลาดจะดำเนินการผ่านการวิธีการจัดหมวดหมู่ หรือแบบวิธีการสมเหตุสมผล

      ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือ ถ้าแบบจำลองกระบวนการเดียวกัน รูปแบบการปรับตัวจะสามารถใช้ได้ทั้งสอง คือ ทั้งการออกแบบตัวควบคุม (Controller design) และการตรวจพบความผิดพลาด (Fault detection) โดยทั่วไป แบบจำลองเวลาที่ต่อเนื่อง หากต้องการตรวจสอบความผิดพลาดขึ้นอยู่กับการประมาณค่าพารามิเตอร์ หรือสมการเท่าเทียมกัน ในการตรวจสอบความผิดพลาดกับการประมาณสถานะ หรือสมการเท่าเทียมกัน, แบบจำลองเวลาที่ไม่ต่อเนื่อง (Discrete-time models) สามารถนำมาใช้ได้

      การกำกับดูแล และการวินิจฉัยความผิดปกติขั้นสูง เป็นพื้นฐานในด้าน การเพิ่มความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัย ขึ้นอยู่กับการคงไว้ของสถานะ (State dependent maintenance), วิกฤติความซ้ำซ้อน (Triggering of redundancies) และการปรับโครงสร้าง (Reconfiguration)

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ผิดแล้วรับ จะเป็นคนกล้า

ผิดแล้วแก้ไข จะเป็นคนดี

ผิดแล้วเรียนรู้ จะเป็นคนฉลาด

แต่ถ้า ไม่ยอมแก้ไข และเรียนรู้

ก็จะกลายเป็นคนขี้ขลาด และโง่ตลอดไป”

จูกัดเหลียง