I n t e r n at i on al  Jou r n al  of  E l e c t r i c al  an d  C o m p u t er E n g i n eeri n g  ( I J E C E )   V o l.   8 ,  No .   5 O c t obe r   20 1 8 , p p .   28 64 ~ 28 82   I S S N :  2088 - 8708 D O I :  10. 11 591/ i j ece . v8 i 5 . p p 286 4 - 2882          2864       Jou r n al  h om e p age h ttp : //ia e s c o r e . c o m/ j our nal s / i nde x . php/ I J E C E   A F a ult  T o lera nt   Co nt ro l f o Se ns o r a nd Ac t ua t o F a ilures   o f a   No n L inea H y brid Sy s t e m         Ch a l a n di   Ha ne ne ,   B en   Sl i m a ne   J ih a ne ,   K s o ur i   M o u f id a   U n i ve r si t y   o f   Tu n is   E l   M an a r,   N a ti ona l   S c h oo l   o f   E ng i n ee ri n g   o f   T uni s T u n is ia       A rt i cl e I n f o     AB S T RAC T   A r tic le   h i s t o ry :   R ecei v ed   O c t 1 5 ,  201 7   Re v i se d   J an   31 ,  2 01 8   A ccep t ed   F e b 20 ,  2 01 8       W e   f oc us e d i n t hi s   w or k  on a   f a ul t  t ol e r a nt  c on t r ol  of  a  non l i n e a r  h y br i s y s t e m  cl as s  b as ed  o n   d i ag n o s i s  m et h o d  ( d et er m i n e an d  l o cat e t h e d ef ect s   a nd t he i r  t y pe s )  a nd on t he  f a ul t s  r e c onf i g ur a t i on m e t hod.   I n  l i t er at u r e w e  can   f o u n d  m an y  i m p o r t an t  r es ear ch  act i v i t i es  o v er  t h e f au l t - to le r a n t c o n tr o l o f   non  l i ne a r  s y s t e m s  a nd l i ne a r  H y br i d s y s t e m s .  B ut  i t  dos e t  e x i s t  t oo m a n y   f or  t he  no n l i ne a r  hy br i d s y s t e m .   T he   m a i n i de a  i n t hi s   pa pe r  i s  t c ons i de r  a   ne w   a ppr oa c h t o i m pr ov e  t he  r e c onf i g ur a t i on pe r f or m a nc e  o f  t he   non l i ne a r   hy br i d s y s t e m  b y  us i ng  ha m m e r s t e i n m e t hod w hi c h i s  de s i g ne d  t o w or k s   onl y   f or  l i ne a r  s y s t e m s .   T hi s   m e t hod c om pe ns a t e d t he  e f f e c t  o f  t he  f a ul t s  a nd  g u ar an t ees  t h e cl o s ed - l oop s y s t e m  s t a bl e .  T he  pr opos e d m e t hod i s  s i m ul a t e w i t h a  hy dr a ul i c  s y s t e m  o f  t w o t a nk s  w i t h 4 m ode s   Ke y wo rd :   A c ti v e  F a u lt T o le r a n t C o n tr o l   A ct u at o r   H a mme r s t e i n  me t h o d .   H yb r i d  S ys t e m s   R e c o n f ig u r a tio n   S e ns o r     C opy r i g ht   ©  201 8   I n s tit u te  o A d v anc e E ngi ne e r i ng an d Sc i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   Co rre sp o n d i n g  Au t h o r :   C ha l a nd i  H a ne ne   U ni ve r s i t y o f  T uni s  E l  M a na r   ,  N a t i o na l  S c ho o l  o f  E ngi ne e r i ng o f  T uni s ,   L a b o r a t o r y  o f   Re se a r c h   A n a l y si s a n d  Co n t r o l  o f  S y st e m s  ( A CS )  L R - 11 - E S 2 0 ,  T uni s i a .   E ma i l : h _ c h a la n d i@ h o t m a il. f r       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   r ecen t   y ear s ,   t h er h a s   b een   i m p o r t a n t   r es ear ch   ac t i v i t y   i n   t h f au l t - to le r a n c o n t ro l   fo H y b ri d   s y st e m s .   T h es e  s y s t e m s   co n t ai n   co n t i n u o u s   an d   d i s cr et e   s y s t e m s   d es cr i b ed   b y   d i f f er en t i al   eq u at i o n s ,   a ut o m at a  an d  s eq u en t i al  l o g i cs .  T o  co n t r o l  t h es e s y s t e m s  ev en  i n  ca s e o f  f ai l u r e,   w e  ad o p t ed  t h e f au l t   t o l er an ce co n t r o l  ( F T C ) .   T h e F T C  i s  d ev el o p ed   i n  t w o   ap p r o ach es :   P as s i v ap p r o ach es   b as ed   o n   a r o b u s t   c o n tr o lle r  th a t e n s u r e s  t h e  i m p e r c e p tib ilit y  to  t h e   s y s t e m s ,  a n d  act i v e ap p r o ach es  t h at  c h an g e co n t r o l   o p er at i o n s  f o r  each  d et ect ed  f a u l t  [ 1 ] ,  [ 2 ] ,   [ 3 ] .   I n  t h i s  p ap er ,   w e ar e  i n t er es t e d  i n  a  n e w   co n t r o l   s t r at eg y   f o r  p i ece w i s e a f f i n e s y s t e m s  ( P W A )  t h at  i s   us e d   f o r  s ys t e m ' s  r e c o n f i g ur a t i o n.  T he  c o nt r i b ut i o i t h i s  p a p er  ai m s  es s e n t i al l y  t o  r eco n f i g u r e t h n o n  l i n ear   h y b r id  s y s te m   u s i n g  th e  H a m m e r s te i n   m e t h o d  th a w o r k s  o n l y  f o r  lin e a r  s y s te m s .  T h e  lin e a r iz a tio n  is   obt a i n e d by   u s i ng  T a y l or   m e t hod.   T h e n ex t  s ect i o n s  i n  t h i s  p ap er  ar o r g an i zed  as  f o l l o w s :   S ect i o n   2  p r es en t s  t h e s t ab i l i t y  co n cep t s ,   S ect i o n  3  d es cr i b es  t h e  l i n ear i zat i o n ,  S ect i o n  4  d i s c u s s es  t h e r eco n f i g u r at i o n   w i t h  t h e H a m m er s t ei n   m et h o d   an d  S ect i o n  5  p r es en t s  t h e s i m u l at i o n  e x a m p l e.       2.   S TA B I LI TY  N O T I O N S   I n   t h i s   p a r t,   w e   w il l   pr e s e n t   t h e   s ta b ili t y   te c h n i q u e   w i t h   l y a p un o v   m e t h od .   L yap u n ov m e t h od   T o   v e r i f y   t h e   s ta b i l i t y   o f   an   h y br id   s ys t e m   u s i n g   t h e   l y a pu n o v   m e t h o d   o r   m or e   g e n e r al l y   t h e   L M I   m et h od [3 ][ 4 ] .   T h e r e   e x i s ts   a   m a t r ix     0 T PP = >   ( `1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708     A  F aul t  T ol e r ant  C ont r ol  f or  S e ns or  and A c t u at or   F ai l ur e s  o f  a N on L i ne ar  H y br i d…    ( C hal andi  H a ne ne )   2865   W e   s a y   t h at   t h e   s y s t e m   i s   q u a dr at i cal l y   i n c r e m e n ta l l y   s ta b le   if   it   v e r i f i e s   t h e   f o ll o w i n g   L M I   e q u a ti o n .   [5 ]   [ 6 ] .     0 , 1 , ..., T ii P A A P i p + < =   (2 )       3.   LI N EA R I Z A TIO N  (  T A Y L O R  M ETH O D )   I f   a  N o n   L i n ear   s ys t e m   h a s   mu l t i p le   d yn a m ic   v a r ia b le s   o n   d i s c r e te   ti m e,   it    w ill   b   w r it t e n   as   t h f o ll o w i n g :   [7 ] ,   [ 8] ,   [ 9] ,   [1 0 ] ,   [ 11] ,   [ 12 ] .     11 n 1 1 1 n1 (, ) (, ) (, ) m n nm fx x u u x f xu x f x xu u     = =            (3 )     w h er 1n () xx   i s  t h e s t at v ect o r  an d   1 () m uu is  th e  c o n tr o l v e c to r ; n  a n d   m  a r e  p o s itiv e  in te g e r s .   W h e n  t h e   s y s t e m  ope r a t e s  a r ou n d a n  e qui l i br i um  poi nt  a n t he  s i g na l s  i nvo l ve d  a r e  s m a l l ,  t he n i t   i s   p o s s i b l t o  ap p r o x i m a t t h N o n  L i n ear  s y s t e m   w i t h   T ay l o r  s er i es   b y   co m p u t i n g   t h e J aco b i an  m a t r i ces  i n   o r d e r  t o  o b ta in  a  lin e a r  s y s te m   w it h  t h e  f o llo w i n g  s ta te  s p a c e   m o d e l:     x A x B u y C x Du = + = +   (4 )     Wh er e A is  th e   s ta te   ma t r i x ,   B is  th e  c o n tr o l in p u m a tr i x C is  t h e  o u tp u m a tr ix , D i s  t h e   f e e dt h r ou gh  m a t r i x a nd y is  th e  o u tp u t v e c to r .   N o w,  w e   w ill a p p r o x i m a te   ( ) , f xu   w ith  T a y lo r  s e r ie s :     ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ,, ,, ,, ee ee e eee x u x u f xu f xu f xu f x u x x u u xu ∂∂ +− +− ∂∂ =   (5 )     W h er e x   a nd   e u ar e t h s te a d y  s ta t e  o p e r a tin g  p o in ts     1 n e e e x x x      = i s  a v ect o r  d et er m i n ed  b y   s o lv in g :     ( ) ( ) 11 n 1 1 1 n1 , , (, ) (, ) ee ee me n m ne x u x u fx x u u x f x xu u x = =     (6 )     T o  c h e c k  th e   s ta b ilit y ,  it is   n e c e s s a r y  to   f in d  t h e  J a c o b ia n   m a tr ix :     11 1 1 (, ) (, ) (, ) (, ) (, ) n nn n f xu f xu xx f xu J x f xu f xu xx ∂∂   ∂∂  = =   ∂∂   ∂∂     (7 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g ,   V o l.   8 , N o 5 O c t obe r  20 18   :   286 4     28 82   2866   th a t v e r i f ie s     d e t ( ) 0 e JI λ =   (8 )     W he r e :   ( ) ( ) , , e ee xu f xu J x = ,     1 n λ λ λ =   is  th e   ei g e n v ect o r a nd   I is  th e  i d e n tit y   m a tr i x .     T h e  e q u ilib r iu m  i s  lo c a ll y   s ta b le  if  ( 1 < <1 λ ).   F i n al l y ,   w e d et er m i n (, ) y g xu =     ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ,, ,, , e eee ee ee xu xu g xu g xu gx u x x u u x y u ∂∂ +− +− ∂∂ =     (9 )   ( ) ( ) , , ee x u f xu A x = ( ) ( ) , , ee x u f xu B u =     ( ) ( ) , , ee x u g xu C x = ( ) ( ) , , ee x u g xu D u =   ( 10)       4.   RE CO NF I G U RAT I O N M E T H O D   I n  t h is  p a r t,  th e  p ie c e w is e  a f f i n e   s y s te m   w h ic h  i s  a  c la s s  o f   a  h y b r id   s y s te m   is  d e f i n e d .    M o r e o v e r ,   t h e  r e c on f i gu r a t i on   m e t h od a ppl i e d t o h y br i d   s y st e m  i s  p r o c e s se d .     4 .1 .   P i ece w i s A ffi n e  S y s te m   (P W A )   T h e p i ece w i s e a f f i n e s y s t e m  i s  c h ar act er i zed  b y  d i v i d i n g  t h s t at e - s p ace i n  a  f i n i t n u m b er  o f   r eg i o n s  an d  as s o ci at i n g  t o  ea ch  o n e a n  a f f i n e l i n ear  eq u at i o n .  [ 1 3 ] .   T he  no m i na l   s ys t e m  i s   m o d e l e d  b t he   f o llo w in g  P W A   m o d e l:     () () () () () () i ic d xt A xt b B u t B d t y t Cx t = + + + =   ( 11)     W h er e:   d  ( t) : d is tu r b a n c e     B d   : d is tu r b a n c e  I n p u m a tr i x     b i   :   T h e af f i n e t er m s     A i   t h e r eal   m at r i ces  o f  ap p r o p r i at e d i m en s i o n s  f o r  a ll i.     I n  t h i s  s ect i o n  t h e r eco n f i g u r at i o n   m et h o d  i s  p r o ces s e d.     4 .2 .   F a ul t  M o de l   T he  f a ul t  e ve nt   s ud d e n l y  c ha n ge s  t he  no m i na l  P W A  s ys t e m   t o  t he  f a ul t y P W A  s ys t e m :     , () () () () () () f i f f f d i f f ff xt A xt B u t B d t b y t C x t = + ++ =   ( 12)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708     A  F aul t  T ol e r ant  C ont r ol  f or  S e ns or  and A c t u at or   F ai l ur e s  o f  a N on L i ne ar  H y br i d…    ( C hal andi  H a ne ne )   2867   W h er e:   f B   = co r r es p o n d s  t o  f au l t y  act u at o r     f C =  c or r e s pon ds  t o f a u l t y   se n s o r     f u   =  c or r e s pon ds  t o f a u l t y  c ont r ol l e r       I n  cas e o f  act u at o r  f au l t s ,   w e c h an g e t h m ea s u r e m e n t s  o f  t h m at r i x   f B     a s f o l l o w s:     (1 ) f B B e t a B = −×   ( 13)     I n c a s e  o f  S e ns o r  f a ul t s ,   w e  c h a nge  t he   m e a s ur e m e nt s  o f   m a t r i x   f C   a s  f o llo w s :     () f C al pha C = ×   ( 14)     B et a,  al p h a ar e r an d o m   v al u e s  t h a t  k eep   t h s y s t e m   f a u l t y   i n  t h e s a m e  i n t er v al  o f  o p er at i o n  as  t h n o m i n al   s y s t e m.     4 .3 .   R e c o nf i g ur a t i o w i t h H a mm e r s t e i n M e t ho d   T he  H a m m e r s t e i m e t ho d  i s   m o d e l e d  b y ne w  i np ut  a nd  o u t p ut   m a t r i c e s  o f  a   s ys t e m   ha v i ng  a c tu a to r   f a u l t s  o r  se n s o r  f a u l t s   [ 14] T h e  r e c on f i gu r a t i on   w i t h  H a m m e r s t e i n   m e t h od i s  de f i n e d by  t h e  f ol l o w i ng  e q ua t i o n:   1.   I n  cas e o f  act u at o r  f au l t s ,   w e o b t ai n  t h f o llo w i n g   v ir tu a l a c t u a to r  P W A :     , () () () () () () () () i i i c c f fi xt A xt b B u t y t Cx t u t M xt N xt B b + = + + = = ++    ( 15)     W ith     , () if B B B M = ±−   ( 16)     x   i s  f oun d b y  t h e  f ol l o w i n g  e q ua t i on :     () () 0 T if if x A B M A B M x +− <    ( 17)     2.   in  c a s e  o f  a  s e n s o r  f a u lt,   w e  o b ta in  th e    f o llo w in g    v ir tu a s e n s o r  P W A :     , , ˆˆ () () () () () f i f i c f i i f xt A xt b B u t L y t A A LC δ δ = + + + =   ( 18)     W ith   ˆ x   is  f o u n d  b y  t h e   f o llo w in g  e q u a tio n :     ˆˆ () () 0 T f if if f x A CL A CL x +− <   ( 19)     W e  f i nd  M  a nd   L   w i t h t he   f o l l o w i ng  s t e p s .   T h er e ex i s t   m at r i ce s   , , s s aa X Y and X Y   t ha t  gr a t i f y  t h L M I s :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g ,   V o l.   8 , N o 5 O c t obe r  20 18   :   286 4     28 82   2868   0 0 0 ( 1 , ..., ) f T ss T ss T TT si i s s f s X X YY X A A X YC C Y ip = = + −− =   ( 20)     a nd     0 0 0 ( 1 , ..., ) T aa T aa T T T i a a i f a a f XX YY A X X A B Y Y B ip = = + −− =   ( 21)     M  i s  a p er t u r b at i o n  o b s er v er  f o r  t h e d ef ect i v s y s t e m :  ( f o r  act u at o r  f a u l t )     1 ss LX Y   ( 22)     T h e H am m er s t ei n   m et h o d  i s  s u m m ar i zed  i n  t h f o l l o w i n g  al g o r ith m .   S t ep s  1  t o  3  d es cr i b e t h n o m i n al  s y s t e m  b e f o r e f ai l u r e,   i n  s t ep  4  t h e d ef ec t s  ar e d et ect ed ,   t he  ga i n s  i s   cal cu l at ed  i n   s t ep  5 ,  i n  s t ep  6  t o  8  t h e r eco n f i g u r ed  cl o s ed - l o o p  s y s t e m  i s r u n .       H a m m er s t ei n  M et h o d     1 )  r eq u es t   :   P W A  m ode l , ,, ii A b BC     2 )  b e gi n t he   no m i na l  c l o s e d - l oop s y s t e m     , ,,, 0 , 0 f f f i i C C B Bb b L M = = = = =   0 , ( 0) Ni I x x = =   3 )  e xe c ut i o n t he  no m i na l  c l o s e d - l oop s y s t e m  u p t o a c t u a t or  o r   s en s o r  f au l t  f  d et ect ed  an d  i s o l at ed   4 )  m a k e  th e   f a u lt  m o d e ,, ff f b B C   a n d upda t e  t h e  P W A  ( 12)   5)  f i n d L M I  ( 20) , ( 21 )  a n d  c a l c u l a t e  ( 22) 1 a a M YX fo r   a c tu a to r  f a u lt,  ( 2 3 )   1 ss LX Y   f or  s e ns or  f a ul t   6 )  cal cu l at , j B   (1 6 ), x   ( 1 7 )  f o r  act u at o r    fa u l t  ,   ˆ x   (1 9 ) f o se n s o r  f a u l t   7)  U pda t e   P W A  a c t u a t or   f a u l t  ( 15) ,  P W A  s e ns or  f a u l t  ( 18)   8 )  ex ecu t i o n  r eco n f i g u r ed  cl o s ed - l oop s y s t e m       5.   EX P L IC A TIV E EX A M P LE   A n  a ppl i c a t i on of   A l g or i t hm   H a m m e r s t e i n  t o t h e   m ode l  of   a  t w t a nk s   w i t h  4  m ode s  i s  p r e s e n t e d i th is  s e c tio n .     5 .1   T he  N o n L i ne a r  H y br i d Sy s t e m   I n  th i s  p a r t,  w e   w i ll p r e s e n t a  m ode l  of  t w o t a n ks   w i t h  4  m o de s  a s  s h o w n  i n  F i gur e  1 .  T he  t w o - t a nk  s y s t e m  i s  a t y p i cal  ex a m p l e o f  a n o n  l i n ear  h y b r i d  s y s t e m .   I t  h as  b een  co n s i d er ed  as  a r e f er en ce p r o b l em   f o r   t h e  di a gn os i s  a n d de t e c t i on  of   f a i l u r e s  i n  [ 15] .   T a bl e  1 s h o w s  t h e  pa r a m e t e r s  of   s y s t e m :       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708     A  F aul t  T ol e r ant  C ont r ol  f or  S e ns or  and A c t u at or   F ai l ur e s  o f  a N on L i ne ar  H y br i d…    ( C hal andi  H a ne ne )   2869   T ab l 1   L i s t  o S y m bol s   S ym b o l   D e cl ar at i o n   T 1   T a n k  1 .   T 2   T a n k  2 .   h 1   li q u i d  le v e l i n  ta n k  1 ,  in it ia ll y  0 . 5 m   h 2   li q u i d  le v e l i n  ta n k  2 ,  in it ia ll y  e m p t y   P   P u m p c o nt r o l l e d  i n   a l l  o r  n o n e .   C 1 , C 2 , C 3 , C 4     C on d u c t s .   V 1   V a l ve  k e p t  o p e n   d u r i n g  t h e  f un c t i on i n g s y s t e m   V 2   V a l ve  k e p t  o p e n   d u r i n g  t h e  f un c t i on i n g s y s t e m .   V 4   C o n t r o lle d  V a lv e  ( V i s   o p e n e d  a t   t  =  2 4 0 s  a n d  c l o s e d   a t   t  =  3 8 0   s ) .   q p   D e b i t   i n  t h e  p u m p  P ,  ( q p =  0   w h e n  h 2 ma x =  0 . 2 m   a n d    q p   =  0 . 0 0 1 m 3 / s   w h e n  h 2 min =  0 . 1 m ) .   q 1   D e b i t   i n  v a l ve  V 1 .   q 2   D e b i t   i n  v a l ve  V 2 .   q 3   T r a n s f e r   d e b i t   o f   c o n d u c t   C 3  a t  0 . 5  m  h e i g h t .   q 4   D e b i t   i n  v a l ve  V 4 .   S   S e ct i o n   ar e a o f  T an d  T 2 ;   S = 0 . 0 1 5 4  m 2 .   A   Co n d u c t s  S e c t i o n;  A =   0 . 0 00 0 3 6  m 2 .           F i g ur e   1.   T w o  t a n ks   s ys t e m       T he  f unc t i o ni n o f  t h is  s y s te m  is  d e s c r ib e d  in  F i gu r e  2 by  t he  a u t o m a t e   hy br i d.           F i g ur e   2 .  A u to m a te   h y b r id   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g ,   V o l.   8 , N o 5 O c t obe r  20 18   :   286 4     28 82   2870   T h e  d e b its   1 234 , ,, qq q q   a r e  gi ve n b y  t he  f o l l o w i n g e q ua t i o n :     11 2 12 12 31 1 42 q = A 2gh q = s i gn( h - h ) A 2g h - h q = s i gn( h - 0.5) A 2g h - 0.5 q = A 2gh   ( 24)     N o te  th a t th e   s y s te m  is  d is c r e t iz e d   w it h  a  s a m p lin g  p e r io d 0.5 e Ts = .   F i g u r e 3  r ep r es en t s  t h e l i q u i d  l ev el   v ar i at i o n  o f  t h n o l in e a r  S y s te m .           F i g ur e   3 L iq u id   l e ve l  va r i a t i o n o f  t he  no n l i ne a r  s ys t e m       I n  t h i s  p ap er ,   w e ar e i n t er es t e d  i n  t h e r e c o nf i gur a t i o n o f  t he  no n l i n ear  h y b r i d  s y s t e m .  W h er eas ,  t h e   H a m m e r s t e i n   m e t h od  i s   v a l i d  on l y   f or   l i n e a r   s y s t e m s .   W e   c a n   s um m a r i z e t h e   w or a s :  ( 1)   pr ov i di n a l i n ear i zat i o n   m et h o d  f o r  a n o n  l in e a r  H y b r id  S y s te m s   ; ( 2)  de v e l opi n g  a  H a m m e r s t e i n  a l g or i t hm   w hi c ad d r es s es  b o t h  o f  t h e act u at o r  f au l t s  a n d  t h e s e n s o r  f a u l t s .     5 .2   L i ne a r i z a t i o n o f  t he  no n L i ne a r  H y br i d Sy s t e m   T h is   m e t h o d  o f  lin e a r iz a tio n  is  a p p lie d  to   o u r  h y b r id  s y s te m :     11 12 22 12 hh hh A hh hh ∂∂ ∂∂ = ∂∂ ∂∂   ,          11 4 22 4 p p hh q q B hh q q  ∂∂  ∂∂  =  ∂∂   ∂∂          ( 25)     10 01 C  =   ,    00 00 D  =   ,     1 2 h x h = ,       4 p q u q  =       M at r i ces  s ear ch i n g  p r o ces s  f o r  each   m o d e:   1.   M ode  1:   12 4 0.5 , 0.5 , h h V C l o s e d < <   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708     A  F aul t  T ol e r ant  C ont r ol  f or  S e ns or  and A c t u at or   F ai l ur e s  o f  a N on L i ne ar  H y br i d…    ( C hal andi  H a ne ne )   2871   T h e  s y s te m ' s  e q u a tio n s   w ill b e   w r itte n  a s   f o llo w s :     1 12 22 1 () 1 () p h q qq S hq S = −− =   ( 26)     1 1 12 12 2 12 12 1 ( 2 s gn( ) 2 ) 1 ( s gn( ) 2 ) p h q A g h hh A g hh s h hh A g hh s = =     T he   s te a d y   s ta te  o p e r a tin g  p o i n ts   1 e h   a nd   2 e h   a r e  gi ve n b y  s o l vi n g:     ( ) ( ) 1 2 1 2 11 22 , , ee ee e e hh hh hh h h = =   ( 27)     T h e J ac o b i an   m a tr ix :     11 1 12 12 12 22 12 12 12 2 2 11 1 11 Ag s hh h hh hh hh J hh hh hh hh ∂∂ −− ∂∂ = = ∂∂ ∂∂               T h e  J a c o b ia n   m a tr ix  a t t h e  o p e r a tin g  p o in ts 1 e h a nd   2 e h :     ( ) ( ) ( ) ( ) 11 12 22 12 1 2 1 2 1 2 1 2 ,, , , 0.3301 0.1776 0.1776 0.1776 ee ee ee ee e hh hh hh hh hh hh J hh hh ∂∂ ∂∂ = ∂∂ ∂∂     =            C al cu l at i n g  t h e ei g e n v ect o r  o f   e J :     1 2 0.0606 0.4471 λ λ λ =   =         1 ( 1 1) λ −< <   a nd   2 ( 1 1) λ −< <   s o  th e  e q u ilib r iu m  i s  lo c a ll y  s ta b le ,  t h e n   e AJ = .                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g ,   V o l.   8 , N o 5 O c t obe r  20 18   :   286 4     28 82   2872   T he  c o nt r o l  m a t r i B is  c a lc u la te d  a s  f o llo w s :     11 4 22 0 00 1 p pp hh qq hh qq B s ∂∂ ∂∂ = ∂∂ ∂∂      =            2.   M ode  2:   12 4 0.5 , 0.5 , h h V C l o s e d > <   T h e  s y s te m ' s  e q u a tio n s   w ill b e   w r itte n  a s   f o llo w s :     1 12 3 2 23 1 () 1 () p h q qq q S h qq S = −− = +   ( 28)     1 1 12 12 1 1 2 12 12 1 1 1 ( 2 s gn( ) 2 s gn( 0.5 ) 2 0.5 ) 1 ( s gn( ) 2 s gn( 0.5 ) 2 0.5 ) p h q Ag h h h Ag h h h Ag h s h h h A gh h h A gh s = = −+     T h e J ac o b i an   m at r i x :     1 12 1 12 12 1 12 2 2 11 1 1 0.5 11 1 0.5 Ag s h hh h hh J hh h hh −− −− =     +−       T h e  J a c o b ia n   m a tr ix  a t t h e  o p e r a tin g  p o in ts :     0.1259 0.0481 0.0555 0.0481 e J  =       C a lc u la ti ng t he  e i ge n ve c t o r  o f   e J :     1 2 0.0223 0.1517 λ λ λ =   =         ( 1 1) λ −< < ,  s o  th e  e q u ilib r iu m  i s  lo c a ll y   s ta b le ,  th e n   e AJ = .   T he  c o nt r o l  m a t r i B   i s  cal cu l at ed  as  f o l l o w s :     0 00 1 B s   =         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708     A  F aul t  T ol e r ant  C ont r ol  f or  S e ns or  and A c t u at or   F ai l ur e s  o f  a N on L i ne ar  H y br i d…    ( C hal andi  H a ne ne )   2873   3.   M ode  3:   12 4 0.5 , 0.5 , h h V O p e n e d > <   T h e  s y s te m ' s  e q u a tio n s   w ill b e   w r itte n  a s   f o llo w s :     1 12 3 2 2 34 1 () 1 () p h q qq q S h q qq S = −− = +−     ( 29)   1 1 12 12 1 1 2 12 12 1 1 4 1 ( 2 s gn( ) 2 s gn( 0.5 ) 2 0.5 ) 1 ( s gn( ) 2 s gn( 0.5 ) 2 0.5 ) p h q Ag h h h Ag h h h Ag h s h h h A g h h h A gh q s = = −+     T h e J ac o b i an   m at r i x :     1 12 1 12 12 1 12 2 2 11 1 1 0.5 11 1 0.5 Ag s h hh h hh J hh h hh −− −− =     +−       T h e J ac o b i an   m at r i x  at  t h e o p er a tin g  p o in ts 1 e h a nd   2 e h :     0.1191 0.0399 0.0473 0.0399 e J  =       C al cu l at i n g  t h e ei g e n v ect o r  o f   e J :          1 2 0.0207 0.1383 λ λ λ =   =         ( 1 1) λ −< < ,  s o  th e  e q u ilib r iu m  i s  lo c a ll y   s ta b le ,  t he e AJ = .   T he  c o nt r o l  m a t r i B is  c a lc u la te d  a s  f o llo w s :     0 0 1 1 s B s   =         4.   M ode  4:   12 4 0.5 , 0.5 , h h V O p e n e d < <   T h e  s y s te m ' s  e q u a tio n s   w ill b e   w r itte n  a s   f o llo w s :     1 12 2 24 1 () 1 () p h q qq S h qq S = −− =   ( 30)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.