Fault detection and isolation for power electronic systems featuring parameter uncertainty

• Autorzy: Juszczyk W. , Kich Z.R. , Zając M.

Warianty tytułu

PL

Detekcja i lokalizacja uszkodzeń układu energoelektronicznego zawierającego niedokładnie określone parametry

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An assumption was made in this paper that monitoring both the converter and its control means actually continuous formulation (i.e. repeatedly) of diagnoses of their states automatically via a suitable computer diagnostic system. In other words it is diagnosing on-line carried out in real time. The authors assume that mainly the operating signals are used for diagnostic purposes since it is not recommendable to disturb the process with any additional test signals. This paper presents a fault detection and isolation scheme for systems with modeling uncertainties where not all the state variables are measurable. The proposed fault diagnosis architecture consists of a fault detection estimator and a set of isolation estimators. Each estimator corresponds to a specific fault type. Employing orthogonal transforms made it possible to depict the power electronics state variable in terms of appropriate linear combination of base functions, so far approximated by a time set. There were families of binary orthogonal Walsh and Haar functions used in the investigation. The presented approach may be considered a numeric-analytical method. The investigation of power electronic converter signals was carried out using fast processing algorithms.

PL

W pracy przyjęto, że monitorowanie przekształtnika i jego sterowania jest prowadzone w sposób ciągły (cyklicznie) poprzez automatyczne formułowanie diagnoz jego stanu przez komputerowy system diagnostyczny. Innymi słowy diagnozowanie jest prowadzane w czasie rzeczywistym. Autorzy zakładali, że jako sygnały diagnostyczne użyte będą sygnały procesu, ponieważ wprowadzanie dodatkowych sygnałów testowych mogło by zakłócać jego dynamikę. Praca przedstawia układ wykrywania i lokalizacji uszkodzeń układu energoelektronicznego zawierającego niedokładnie określone parametry przy braku możliwości pomiaru wszystkich zmiennych stanu. Zaproponowana architektura diagnostyki uszkodzeń obejmuje estymator ich wykrywania oraz zbiór estymatorów lokalizacji. Każdy estymator lokalizacji odpowiada konkretnemu typowi uszkodzenia. Zastosowanie przekształceń ortogonalnych umożliwia przedstawienie zmiennej stanu układu energoelektronicznego w postaci odpowiednich kombinacji liniowej funkcji bazowych, dotychczas aproksymowanej szeregiem czasowym. W badaniach zastosowano rodziny binarnych funkcji ortogonalnych Walsha i Haara. Opisane podejście można zaliczyć do metod analityczno - numerycznych. Badanie własności sygnałów przekształtników energoelektronicznych przeprowadzono w oparciu o opracowane przez autorów algorytmy szybkich przekształceń.

Słowa kluczowe

PL

system diagnostyczny; układy energoelektroniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2003
• Tom: Z. 218
• Strony: 61--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Juszczyk W.

• Department of Fundamental Research in Electrotechnics, Electrotechnical Institute

autor

Kich Z.R.

• Department of Fundamental Research in Electrotechnics, Electrotechnical Institute

autor

Zając M.

• Department of Fundamental Research in Electrotechnics, Electrotechnical Institute

Bibliografia

• 1. Bikfalvi P., Vasarelyi J., Imecs M (2001): Model Based Fault Detection of a Vector-Controlled AC Drive by Using Reconfigurable Hardware. The 2001 IEEE International Symposium on Diagnostics for Electrical Machines. Power Electronics and Drives Grado.
• 2. Park J., Rizzoni G. (1994): An eigenstructure assignment algorithm for the design of fault detection filters. IEEE Transactions on Automatic Control. Vol. 39, str. 1521-1524.
• 3. Kinnaert M. (1999): Robust fault detection based on observers for bilinear systems. Automatica, vol. 35, str. 1829-1842.
• 4. Hamelin F., Sauter D. (2000): Robust fault detection in uncertain dynamie systems. Automatica, vol. 36, str. 1747-1754.
• 5. Juszczyk W., Kich Z. R., Zając M. (2002): Diagnostics of a selected AC drive using parallel processing. Int. Conf. On Parallel Computing in Electrical Engineering, PARELEC 2002, Proceedings IEEE Computer Society, str. 375 - 380.
• 6. Juszczyk W., Kich Z. R., Zając M. (2002): Metody wykrywania i lokalizowania uszkodzeń przekształtnika przy uwzględnieniu niepewności w określaniu jego parametrów. XXV Międzynarodowa Konferencja z Podstaw Elektrotechniki I Teorii Obwodów, IC SPETO 2002. Gliwice - Ustroń, 22-25 maja 2002 r., str. 439-442.
• 7. Naidu S., Lima A. (2002): A New Approach for the Simulation of Power Electronic Circuits. IEEE Trans. On Circuits and Systems Fund. Theory and Appl., vol. 49, nr 9, wrzesień 2002, str. 1317-1324.
• 8. Zhang X., Polycarpou M., Parisini T. (2002): A Robust Detection and Isolation Scheme for Abrupt and Incipient Faults in Nonlinear Systems. IEEE Trans. On Automatic Control, vol. 47, nr 4, kwiecień 2002, str. 576-593.
• 9. loannou P.A., Sun J. (1996): Robust Adaptive Control. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall.