Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fault identification in underwater vehicle thrusters via sliding mode observers

Zuev Alexander, Zhirabok Alexey, Filaretov Vladimir

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2020

|

Vol. 30, no. 4

679--688

EN

The paper is devoted to the problem of increasing the efficiency of underwater vehicles by using a fault diagnosis system for their thrusters which provides detection, isolation, and identification of minor faults. To address the problem, a two-stage method is proposed. At the first stage, a bank of diagnostic observers is designed to detect and isolate the emerging faults. Each observer in this bank is constructed to be sensitive to some set of faults and insensitive to others. At the second stage, additional observers working in sliding mode are synthesized in order to accurately estimate the error value in the signal obtained from the angular velocity sensor and to estimate deviations of the thruster parameters from their nominal values due to the faults. In contrast to the existing solutions, reduced-order (i.e., lower-dimensional) models of the original system are proposed as a basis to construct sliding mode observers. This approach permits reduction of the complexity of the obtained observers in comparison with the known methods, where full-order observers are constructed. The simulation results show the efficiency and high quality of all synthesized observers. In all cases considered, it was possible to detect typical faults, as well as estimate their values.

2

Damage identification using 2-D discrete wavelet transform on extended operational mode shapes

Makki Alamdar M., Li J., Samali B.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 3

698--710

EN

In this paper a new scheme of damage detection and localisation is presented by implementing frequency response functions (FRFs) of damaged structure only. First damage sensitive shape signals are generated by taking the second order derivatives of the operational mode shapes at each frequency coordinate and then the anti-symmetric extension of each shape signal at the beginning and at the end of the signal is created to avoid boundary distortion phenomenon. In order to highlight the damage influence on shape signals, the shape signals are normalised with respect to the maximum value to adjust the amplitude difference between shape signals at different frequencies. It is illustrated that normalisation of shape signals significantly improves the damage localisation results. After normalising the shape signals, a two-dimensional (2-D) map of all shape signals is created and then is analysed by employing 2-D discrete wavelet transform (DWT). By performing 2-D DWT, three sets of horizontal, vertical and diagonal detailed wavelet coefficients will be obtained. It is demonstrated that amongst these three sets, horizontal detail coefficients are the most sensitive ones to any perturbation in the shape signals due to damage occurrence and, thus, are utilised to localise damage in this study.

3

Robust fault-tolerant control for a multi-tank system

Buciakowski M., Witczak M., Luzar M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 1

39--44

EN

The paper deals with the problem of robust fault-tolerant control for non-linear discrete-time systems. The main part of this paper describes sensor a fault diagnosis scheme using virtual sensors, which recover the measurement of the fault sensor based on the fault-free ones. The virtual sensor is designed in such a way that a prescribed attenuation level is achieved with respect to the fault estimation error while guaranteeing the convergence of the robust observer underlying the virtual sensor. The subsequent part of the paper deals with the design of robust controller as well as the proposed fault-tolerant control scheme. The final part of the paper shows the experimental results regarding the multi-tank system, which confirm the effectiveness of proposed approach.

PL

Artykuł przedstawia problem odpornego sterowania tolerującego uszkodzenia układem nieliniowym w czasie dyskretnym. Głowna część artykułu opisuję diagnostykę czujników pomiarowych z wykorzystaniem wirtualnych czujników. Wirtualny czujnik został zaprojektowany w taki sposób, aby dla określonego poziomu tłumienia zakłóceń uzyskać możliwie mały błąd estymacji stanu oraz zapewnić dobra zbieżność obserwatora, na którym bazuje wirtualny czujnik. Kolejna część artykułu opisuję metodę projektowania odpornego regulatora oraz proponowaną metodę detekcji uszkodzeń. W końcowej części artykułu przedstawiono wyniki eksperymentalne dotyczące układu wielu zbiorników. Zastosowany układ wielu zbiorników charakteryzuję się nieliniowością, przez co może zostać wykorzystany do weryfikacji przedstawionych w artykule techniki sterowania tolerującego uszkodzenia. Przedstawione wyniki potwierdzają skuteczność proponowanego podejścia bazującego na detekcji uszkodzeń czujników pomiarowych z wykorzystaniem wirtualnych czujników pomiarowych. Wyniki obrazują działanie układu w przypadku wystąpienia uszkodzenia przy braku sterowania tolerującego uszkodzenia oraz działanie układu w przypadku zastosowania sterowania tolerującego uszkodzenia.

4

Novel intuitive hierarchical structure for condition monitoring system of wind turbines

Barszcz T., Strączkiewicz M.

Diagnostyka

|

2013

|

Vol. 14, No. 3

53--60

EN

The field of condition monitoring (CM) systems has developed significantly in recent decade. Due to constant improvement of embedded computing, complex vibration data processing can be now implemented for a much larger group of machines, e.g. wind turbines. One of the key outcomes of this process is increase in the number of signal features calculated online. Instead of a dozen of broadband values, we now have more than a hundred for a typical wind turbine. Such a situation creates information overload for the operators. On one hand, it is now possible to detect machine failure at an early stage, but on the other – a person monitoring a few dozens of turbines, each generating over a hundred features is not able to properly organize all the information from CM systems. Therefore, we have proposed the hierarchical informational structure for condition monitoring system of wind turbines, based on the data fusion methods. The information about feature values and statuses is combined into higher levels, e.g. main bearing, gearbox and generator together with the information about its severity and novelty.

PL

Na przestrzeni ostatniego dziesięciolecia zaobserwować można było szczególny rozwój na polu monitorowania stanu maszyn i urządzeń. Stało się tak dzięki wykorzystaniu bardziej zaawansowanych systemów wbudowanych oraz skomplikowanych algorytmów przetwarzania sygnałów drgań, które obecnie mogą być zastosowane do oceny stanu znacznie większej grupy maszyn, takich jak np. turbiny wiatrowe. Jednym z najważniejszych efektów tego procesu jest zwiększenie ilości wskaźników diagnostycznych, które mogą zostać obliczone w czasie rzeczywistym – zamiast kilkunastu wartości szerokopasmowych, obecnie otrzymuje się ich ponad sto dla typowej turbiny wiatrowej. W rezultacie prowadzi to do przeciążenia ilością informacji, jakie jest stanie przetworzyć wykwalifikowany pracownik utrzymania ruchu. Z jednej strony, istnieje obecnie możliwość wykrycia uszkodzenia maszyny w najwcześniejszym jego stadium, z drugiej natomiast – inżynier utrzymania ruchu monitorujący kilkadziesiąt turbin, z których każda generuje ponad sto wskaźników informujących o stanie maszyny, nie jest zdolny do właściwej oceny wszystkich informacji z systemu diagnostycznego. W związku z tym, zaproponowana została hierarchiczna struktura informacyjna dla systemów monitorowania stany turbin wiatrowych oparta na metodach integracji danych. Informacja o wartościach oraz stanach wskaźników diagnostycznych łączy się na wyższych poziomach, tj. łożyska głównego, przekładni oraz generatora razem z informacją o ich o ważności oraz aktualności.

5

Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do identyfikacji uszkodzenia w belkach – badania numeryczne i doświadczalne

Borowiec A., Ziemiański L.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2012

|

R. 109, z. 8-M

3--13

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie sztucznych sieci neuronowych (SSN) do identyfikacji uszkodzenia (położenie, wielkość) w belkach laboratoryjnych. Ocena uszkodzenia belek polega na analizie zmian częstotliwości rezonansowych wywołanych dodatkową zmieniającą położenie masą. Metoda nie wymaga znajomości parametrów modalnych belki nieuszkodzonej.

EN

This paper presents the application of Artificial Neural Networks (ANN) in the identification of damage (location, extent) in simple laboratory beam structure. The assessment of the state of a beams relies on the comparison of the structure eigenfrequencies obtained from the systems with additional masses placed in different nodes without knowledge of the natural frequencies of undamaged structures.