Układy napędowe odporne na uszkodzenia – stan zagadnienia

• Autorzy: Klimkowski K.

Warianty tytułu

EN

Fault tolerant motor drives – review of methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy opisano metody diagnostyczne wykorzystywane do detekcji uszkodzeń w układach napędowych z silnikami indukcyjnymi. Przedstawiono techniki kompensacji wpływu awarii komponentów napędów elektrycznych, opisano ich wady oraz zalety. Zwrócono szczególną uwagę na systemy, które z powodzeniem mogą zostać wykorzystane w badaniach dotyczących uszkodzeń czujników pomiarowych prądu i prędkości kątowej.

EN

In this paper the diagnostic methods used to detect failures in the drive systems with induction motors are described. Compensation techniques of electric motor drives components failures are presented. Advantages and disadvantages of commonly used methods are described. Additionally, diagnostic systems that can be successfully used in the studies of failures to the current and angular velocity sensors are described.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; napęd elektryczny; mechanizm typu fault tolerance; FTC; czujniki pomiarowe; detekcja uszkodzeń

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 70, nr 34
• Strony: 133--143
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys.

Twórcy

autor

Klimkowski K.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] AFEF FEKIH, Fault Diagnosis and Fault Tolerant Control Design for Aerospace Systems: A Bibliographical Review, American Control Conference, 4–6.06.2014.
• [2] ALAG S., AGOGINO A., MORJARIA M., A methodology for intelligent sensor measurement, validation, fusion, and fault detection for equipment monitoring and diagnostics, (AI EDAM) Artificial Intelligence for Engineering Design, Analysis and Manufacturing, 2001, 15(4), 307–320.
• [3] ARADHYE H., Sensor fault detection, isolation, and accommodation using neural networks, fuzzy logic and bayesian belief networks, Master’s thesis, University of New Mexico, 2002.
• [4] BENITEZ-PEREZ H., GARCIA-NOCETTI F., THOMPSON H., Fault classification SOM and PCA for inertial sensor drift, IEEE International Workshop on Intelligent Signal Processing (IEEE Cat. No. 05EX1039), IEEE, Faro, Portugal, 2005, 177–182.
• [5] BERNIERI A., BETTA G., PIETROSANTO A., SANSONE C., A neural network approach to instrument fault detection and isolation, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2005, 44(3), 747–750.
• [6] BETTA G., PIETROSANTO A., Instrument fault detection and isolation: state of the art and new research trends, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2000, 49(1), 100–107.
• [7] BETTA G., D’APUZZO M., PIETROSANTA A., A knowledge-based approach to instrument fault detection and isolation, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1995, 44(6), 1009–1016.
• [8] BETTA G., DELL’ISOLA M., LIGUORI C., PIETROSANTA A., Expert systems for the detection and isolation of faults on low-accuracy sensor systems, IEEE Workshop ET & VS-IM/97, Niagara Falls, Ontario, Canada, 1997.
• [9] BLANKE M., KINNAERT M., LUNZE J. et al., Diagnosis and fault-tolerant control, Springer-Verlag, 2003.
• [10] DYBKOWSKI M. Estymacja prędkości kątowej w układach napędowych o zwiększonym stopniu bezpieczeństwa, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, Nr 67, Seria: Monografie Nr 20, Wrocław 2013.
• [11] HSIAO T., TOMIZUKA, M., Sensor fault detection in vehicle lateral control systems via switching Kalman filtering, Proceedings of the 2005 American Control Conference (IEEE Cat. No. 05CH37668), Vol. 7, IEEE, Portland, OR, USA, 2005, 5009–5014.
• [12] ISERMANN R., Fault Diagnosis Systems, An Introduction from Fault Detection to Fault Tolerance, Springer, New York 2006.
• [13] JIN JIANG, XIANG YU, Fault-tolerant control systems: A comparative study between active and passive approaches, Annual Reviews in Control, 2012, Vol. 36, Iss. 1, 60–72.
• [14] KLIMKOWSKI K., DYBKOWSKI M., Analiza wektorowego układu napędowego z silnikiem indukcyjnym odpornego na uszkodzenia wybranych czujników pomiarowych, Poznań University of Technology, Academic Journals, Electrical Engineering, 2014, No. 77, 193–200.
• [15] KLIMKOWSKI K., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., DYBKOWSKI M., Speed Fault Tolerant Direct Torque Control of Induction Motor Drive, Proc. of the 16th Int. Conf. Power Electronics and Motion Control PEMC 2014, Antalya, Turkey, 21–24.09.2014.
• [16] KOWALSKI C.T., Diagnostyka układów napędowych z silnikiem indukcyjnym z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013.
• [17] KOWALSKI C.T., Monitorowanie i diagnostyka uszkodzeń silników indukcyjnych z wykorzystaniem sieci neuronowych, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, Nr 57, Seria: Monografie, Nr 18, Wrocław 2005.
• [18] LI JIANG, Sensor fault detection and isolation using system dynamics identification techniques, PhD thesis, The University of Michigan, 2011.
• [19] ROMERO M.E., SERON M.M., De Dona, J.A. Sensor fault-tolerant vector control of induction motors, IET Control Theory Applications, 2010, Vol. 4, No. 9, 1707–1724.
• [20] MEHRANBOD N., SOROUSH M., PANJAPORNPON C., A method of sensor fault detection and identification, Journal of Process Control, 2005, 15(3), 321–339.
• [21] MEHRANBOD N., SOROUSH M., PIOVOSO M., OGUNNAIKE B.A., Probabilistic model for sensor fault detection and identification, AIChE Journal, 2003, 49(7), 1787–1802.
• [22] MENGSHOEL O., DARWICHE A., UCKUN, S., Sensor validation using Bayesian networks, 9th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space, Los Angeles, CA, 2008.
• [23] ZHANG Y.X., Artificial neural networks based on principal component analysis input selection for clinical pattern recognition analysis, Talanta, 2007, 73(1), 68–75.
• [24] HSIEH C.-S., Performance gain margins of the two-stage LQ reliable control, Automatica, 2002, 38(11), 1985–1990.
• [25] JIANG J., ZHAO Q., Design of reliable control systems possessing actuator redundancies, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2000, 23(4), 709–718.
• [26] LIANG Y.-W., LIAW D.-C., LEE T.-C., Reliable control of nonlinear systems, IEEE Transactions on Automatic Control, 2000, 45(4), 706–710.
• [27] LIAO F., WANG J.L., YANG G.-H., Reliable robust flight tracking control: An LMI approach, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2002, 10(1), 76–89.
• [28] YANG G.-H., ZHANG S.-Y., LAM J., WANG J. L., Reliable control using redundant controllers. IEEE Transactions on Automatic Control, 1998, 43(11), 1588–1593.
• [29] YANG G.-H.,WANG J.L., SOH Y.C., Reliable LQG control with sensor failures, IEE Proceedings – Control Theory and Applications, 2000, 147(4), 433–439.
• [30] YANG Y., YANG G.-H., SOH Y.C., Reliable control of discrete-time systems with actuator failure, IEE Proceedings – Control Theory and Applications, 2001, 147(4), 428–432.
• [31] BLANKE M., IZADI-ZAMANABADI R., BOGH R., LUNAU Z.P., Fault tolerant control systems – A holistic view, Control Engineering Practice, 1997, 5(5), 693–702.
• [32] BLANKE M., FREI C., KRAUS F., PATTON R.J., STAROSWIECKI M., What is fault-tolerant control?, Proceedings of the 4th IFAC symposium on fault detection, supervision and safety for technical process, 2000, 40–51.
• [33] BLANKE M., KINNAERT M., LUNZE J., STAROSWIECKI M., Diagnosis and fault-tolerant control, 2nd ed., Springer, Berlin, Germany, 2006.
• [34] ZHANG Y., JIANG J., Bibliographical review on reconfigurable fault-tolerant control systems, Annual Reviews in Control, 2008, 32, 229–252.