Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fault diagnostics in air intake system of combustion engine using virtual sensors

Komorska I., Wołczyński Z., Borczuch A.

Diagnostyka

|

2018

|

Vol. 19, No. 1

25--32

EN

The method for the fault diagnosing of the air intake system of a gasoline engine, not detected by the onboard diagnostics system in a car, is described in this article. The aim is to detect and identify such faults like changes in sensor characteristic, faults of mass airflow measurement in the intake manifold or manifold leakages. These faults directly affect the air intake system performance that results in engine roughness and a power decrease. The method is based on the generation of residuals on the grounds of differences in indications of the manifold absolute pressure (MAP) and mass air flow (MAF) sensors installed in the car and the virtual, model-based sensors. The empirical model for the fault-free state was constructed at stationary operations of the engine. The residuals were then evaluated to classify the system health. Investigations were conducted for a conventional gasoline engine with port-fuel injection (PFI) and for a gasoline direct injection engine (GDI).

PL

W artykule zaproponowano metodę diagnozowania usterek w układzie dolotowym powietrza silnika benzynowego, nie wykrywanych przez system diagnostyki pokładowej samochodu. Celem jest detekcja i identyfikacja takich błędów jak zmiana charakterystyk czujników, błędy pomiaru przepływu powietrza lub nieszczelności w kolektorze dolotowym. Te usterki wpływają bezpośrednio na działanie układu dolotowego, co powoduje nierównomierność pracy silnika lub zmniejszenie jego mocy. Metoda polega na generowaniu pozostałości na podstawie różnic we wskazaniach czujników ciśnienia bezwzględnego w kolektorze i przepływomierza powietrza zainstalowanych w samochodzie oraz czujników opartych na modelu wirtualnym. Model empiryczny stanu bezawaryjnego został utworzony dla pracy silnika w stanie ustalonym. Pozostałości są następnie oceniane w celu sklasyfikowania stanu systemu. Badania przeprowadzono dla konwencjonalnego silnika benzynowego z wtryskiem wielopunktowym (PFI) i silnika benzynowego z wtryskiem bezpośrednim (GDI).

2

Model-based analysis of sensor faults in SI engine

Komorska I., Wołczyński Z., Borczuch A.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 2

146--151

EN

The article focuses on the fault not diagnosed by the OBD system. Apart from mechanical damages sensor faults are a serious group. Although the sensor values are constantly monitored, some errors are not detected. The article presents a diagnostic model of the air intake system of SI engine, which generates the control and work parameters of the engine for fault-free state. The parameters obtained from the reference model can be compared with the parameters measured for the engine in any operating condition. Based on the model the impact of sensor faults for other parameters was analyzed. Some errors can be masked by the adaptive control system of the engine, which changes the parameters of the engine control. Simulation tests were verified on the test bench.

3

Failure mode detection of feedwater heaters in operational conditions based on the simplified first-principle model

Szczepański J., Czop P., Barszcz T., Bednarz J.

Diagnostyka

|

2012

|

nr 2(62)

57-64

EN

This work presents a model-based methodology for failure mode detection of feedwater heater line working in coal-fired power unit. The main objectives of this work are as follows: (i) introduce the problem of feedwater heater diagnostics, (ii) discuss techniques used for failure modes detection, (iii) introduce a diagnostic method based on mathematical model of a feedwater heater, and (iv) validate the method basing on real operational data from a 225MW power unit. The reason for developing a new methodology is that conventional methods, which are currently used, are not efficient and do not ensure early fault detection. Therefore a more advanced approach based on adjustable phenomenological parameters (i.e. heat transfer coefficients), that are estimated from measurement data, is proposed.

PL

W pracy przedstawiono metodologię wykrywania awarii podgrzewacza wody zasilającej pracującego w jednym z bloków elektrowni węglowej. Główne cele prowadzonych badań są następujące: (i) omówienie problemu diagnostyki grzejnika wody zasilającej, (ii) omówienie technik stosowanych do wykrywania awarii podgrzewaczy, (iii) wprowadzenie metody diagnostycznej opartej na matematycznym modelu podgrzewacza wody zasilającej, oraz (iv) weryfikacja metody w oparciu o dane zarejestrowane na 225MW bloku energetycznym. Powodem opracowania nowej metodologii jest to, że konwencjonalne metody, które są obecnie stosowane, nie są skuteczne i nie zapewniają dostatecznie wczesnego wykrywania usterek. Dlatego tez w pracy zaproponowano bardziej zaawansowane podejście oparte na dostrajaniu modelu (np. na współczynnikach przenikania ciepła) w oparciu o dane pomiarowe.

4

Self-heating effect in laminate plates during harmonic forced loading

Katunin A.

Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance

|

2009

|

Vol. 44, nr 2

73-83

EN

Laminate structures on a polymer base are widely used in many responsible applications. Therefore, behaviour of these structures must be predictable in different physical conditions and working loads. Behaviour of polymers can be described by an elastic rheological model only in static loading and specific thermophysical conditions, while, in the case of harmonic loading, it must be described using a viscoelastic model. Out-of-phase oscillations between stress and strain amplitudes cause energy dissipation, which introduce heating processes. An important phenomenon in polymers is self-heating. There are two approaches for the interpretation of the phenomenon: macromechanical, which base on energy dissipation, and micromechanical, which is based on the friction of broken polymer chains. The increase of self-heating temperature is dangerous in during exploitation in the case of polymers, because polymers possess a low glass transition temperature and a low heat transfer coefficient. The paper deals with three cases of the geometry of the structure: rectangular cantilever plate, circular clamped plate, and ring plate clamped on internal edge. These models are often used in many engineering solutions. The high-accuracy dependencies for laminate rigidity homogenisation are also presented. A solution to the heat generation problem in steady state is also shown. Furthermore, the possibility of obtaining self-heating temperature in non-steady state based on an approximate model is presented. Identification and evaluation of area of the laminates where the self-heating effect appeared allow one to specify the degradation degree evaluation and the residual life prediction of the laminate.

PL

Struktury laminatowe o osnowie polimerowej są szeroko stosowane w wielu odpowiedzialnych aplikacjach. Dlatego zachowanie tych struktur powinno być przewidywalne w różnych warunkach fizycznych i warunkach obciążeń. Polimery mogą być opisane sprężystym modelem reologicznym tylko przy statycznym obciążaniu i odpowiednich warunkach termofizycznych. W przypadku obciążeń harmonicznych polimery powinny być opisywane modelem lepkosprężystym. Niewspółfazowość oscylacji pomiędzy amplitudami naprężeń i odkształceń powoduje dyssypację energii, co jest przyczyną generowania ciepła. Ważnym zjawiskiem w polimerach jest samorozgrzanie, które wynika z dyssypacji energii w ujęciu makromechanicznym lub z tarcia pomiędzy zerwanymi łańcuchami polimerowymi w ujęciu mikromechanicznym. Wzrost temperatury samorozgrzania jest niebezpieczny ze względów eksploatacyjnych w przypadku polimerów, gdyż charakteryzują się one niską temperaturą zeszklenia oraz niskim współczynnikiem przewodności cieplnej. Przy wzroście temperatury własności materiałowe stuktury maleją aż do jej zniszczenia. W pracy rozpatrzono trzy przypadki geometrii struktur: prostokątna płyta jednostronnie utwierdzona, okrągła płyta utwierdzona na brzegu oraz płyta pierścieniowa utwierdzona na wewnętrznym promieniu. Takie modele często używa się w wielu rozwiązaniach inżynierskich. W rozważaniach zaprezentowano zależności dla homogenizacji sztywności laminatu o wysokiej dokładności. Zostało przedstawione rozwiązanie zagadnienia generowania ciepła w stanie ustalonym, a także przedstawiono możliwość otrzymania temperatury samorozgrzania w stanie nieustalonym na podstawie modelu aproksymacyjnego. Identyfikacja i oszacowanie obszaru laminatu objętego efektem samorozgrzania umożliwia sprecyzowanie oceny stopnia degradacji i predykcji wytrzymałości resztkowej laminatu.

5

System diagnostyki małych silników prądu stałego z wykorzystaniem metody identyfikacji

Hanzel M., Moczulski W.

Diagnostyka

|

2007

|

nr 1(41)

67-74

PL

W referacie opisano system diagnostyki małych silników prądu stałego, stosowanych w samochodach osobowych. Zaprojektowanie, skonstruowanie stanowiska pomiarowego, opracowanie metody i oprogramowania, a także weryfikacja takiego systemu były przedmiotem pracy dyplomowej magisterskiej pierwszego z autorów. Zastosowane podejście bazuje na modelu analitycznym silnika, opisującym część elektryczną i mechaniczną. Do detekcji i lokalizacji uszkodzeń wykorzystuje się dwie stałe: elektromechaniczną stałą czasową oraz elektromagnetyczną stałą czasową obwodu twornika. Estymacja wartości tych stałych następuje na podstawie zmierzonych wielkości: prędkości obrotowej i parametrów elektrycznych. Uzyskane wyniki porównywane są z wartościami wzorcowymi otrzymanymi z modelu. Otrzymane residua są klasyfikowane z wykorzystaniem prostego algorytmu progowego, a także przez rozmytą sieć neuronową. Wstępne badania weryfikacyjne, przeprowadzone dla kilku obiektów tego samego typu, potwierdziły poprawne działanie systemu.

EN

The paper deals with a system of diagnostics of small DC motors that are applied in personal cars. Design and development of a measuring stand, development of a method and respective software, and verification of this system were the subject of MSc thesis of the first author. The approach to the problem is based on analytical model of the motor, which describes both the electrical and mechanical parts of the object. Two time constants are applied in order to detect and isolate faults: electro-mechanical one and electro-magnetic time constant of the rotor circuit. These constants are estimated basing on such measured quantities as rotating speed and electric parameters. The obtained results are compared with pattern values calculated from the model. Received residuals are classified by using simple threshold algorithm, and by fuzzy neural network. The initial verification carried out for several motors of the same type confirmed correct operation of the diagnostic system.

6

Metodyka heurystycznego modelowania obiektów i procesów dynamicznych w diagnostyce i sterowaniu

Moczulski W.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2005

|

R. 51, nr 9 bis

39--41

PL

W referacie opisano grupę metod heurystycznego modelowania obiektów i procesów dynamicznych, rozwijanych w zespole autora Wynikowe modele planuje się zastosować do diagnostyki obiektów i procesów wspartej modelowo. Oprócz znanych metod modelowania miękkiego, jak zastosowanie sieci neuronowych i neuronowo-rozmytych, rozwijane są oryginalne metody reprezentacji procesów o atrybutach ciągłych oraz dyskretnych, które stosowane są w diagnostyce opartej na przypadkach. Szczególnym problemem jest w tym wypadku określenie odpowiedniej miary analogii (podobieństwa) przypadków. Do najbardziej zaawansowanych należy metoda projekcji i selekcji atrybutów z wykorzystaniem projekcji przestrzeni atrybutów w wielowymiarową przestrzeń regresorów, oraz selekcji z zastosowaniem algorytmu SVM i algorytmu genetycznego. Referat kończą bardzo skrótowe opisy zastosowań wybranych metod do modelowania dwóch różnych procesów, z których pierwszy dotyczy diagnostyki procesu produkcyjnego, a drugi - oceny stanu eksploatacyjnego maszyny.

EN

The paper deals with brief description of a group of methods of heuristic modeling dynamic objects and processes, whose methods are developed in the author's research group. Resulting models are to be applied for model-based diagnostics of objects and processes. Apart from known methods of soft modeling such as ANN and KNN, original methods of representation of processes whose attributes arc both continuous and discrete ones are developed, providing the opportunity to employ CBR approach. In this case definition of respective measure of analogy (similarity) of cases is very crucial. The most advanced method involves projection and selection of attributes with the use of projection of the space of attributes into multidimensional space of rcgressors, and selection with the application of SVM and genetic algorithms. Two distinct applications of the methods are also briefly discussed. The first deals with diagnostics of an industrial process, while the other is targeted to diagnostics of operational state of a machine.

7

Zastosowanie technik eksperymentalnej analizy modalnej w ocenie stanu dynamicznego

Lisowski W.

Diagnostyka

|

2004

|

Vol. 30, T. 2

3--6

PL

W pracy przedstawiono propozycję metodyki kompleksowej oceny drgań obiektów mechanicznych opartą na wynikach wielokanałowej rejestracji przebiegów czasowych parametrów drgań w czasie pracy ustalonej dla wymuszeń eksploatacyjnych. Analiza wyników badań prowadzi do określenia przestrzennego i częstotliwościowego rozkładu amplitud drgań oraz form drgań odpowiadających drganiom strukturalnym lub składnikom harmonicznym wymuszeń. Dodatkowe, opcjonalne eksperymenty obejmują: pomiary przebiegów parametrów drgań w stanach nieustalonych i/lub klasyczny eksperyment modalny. Wyniki analizy mogą być zastosowane w: diagnostycznej ocenie jakości konstrukcji i montażu czy lokalizacji uszkodzeń, ocenie wpływu własności strukturalnych obiektu na poziom amplitudy drgań czy analizie kierunków modyfikacji strukturalnych mających na celu polepszenie stanu dynamicznego obiektu.

EN

The paper deals with comprehensive assessment of vibration condition of mechanical systems basing on multi-channel measurement during stationary operation. In the result of the proposed analysis the spatial and spectral distribution of vibration amplitude is determined as well as vibration modes corresponding to both the structural and excited harmonic vibration components. Additionally, the analysis might be enhanced with optional experiments comprising vibration measurement during transient operation and/or classical modal experiment. The results might be applied to design and assembly quality assessment or damage localisation, to assessment of influence of structural properties on vibration amplitude and to analysis of structural modification aiming at decreasing the vibration amplitude during operation.

8

The use and challenge of modal analysis in diagnostics

Uhl T.

Diagnostyka

|

2004

|

Vol. 30, T. 2

151--160

EN

In the paper applicability of modal analysis in diagnostics of structures is discussed. Methods of modal analysis which can be applied for operational diagnostics are presented and post-processing methods for diagnostic decision based on identified modal models are discussed. Several of presented methods are applied for diagnostics of laboratory structures, for validation and employed for real mechanical systems diagnostics.

PL

W pracy przedstawiono możliwości zastosowania eksperymentalnej analizy modalnej do diagnozowania konstrukcji mechanicznych. Przedyskutowano metody eksperymentalnej analizy modalnej, które mogą być stosowane dla celów diagnostyki eksploatacyjnej. Omówiono również metody wnioskowania diagnostycznego na podstawie zidentyfikowanych modeli modalnych konstrukcji. Przedstawiono przykłady zastosowania analizy modalnej do diagnostyki wybranych konstrukcji mechanicznych.

9

Model based diagnostics - today and tomorrow

Kiciński J.

Diagnostyka

|

2004

|

Vol. 30, T. 1

241--248

EN

The paper presents author's opinions concerning capabilities and limitations of the model based diagnostics. Present development in computer science and methodology of modelling has increased those capabilities considerably. It is obvious that talking about model based diagnostics assumes possessing not only an advanced theoretical model of the examined object but also models of irregular states and mutual relations between defects and their symptoms. Acquiring sufficiently reliable relations of defect-symptom type is a difficult, and frequently an extremely difficult task. The opinions presented in the paper concern one of the most intriguing phenomena, namely the formation of whirls and whips in slide bearings of a rotating machine. Although those phe-nomena are being the object of investigation in many research centres all over the world, their physics has not been satisfactorily recognised yet. The paper presents the abilities of computer simulation of the development of oil whirls and whips using the methods characteristic for model based diagnostics. The presented opinions are only considered an example of capabilities of this line of science. Moreover, they were used for formulating conclusions of more general nature.

PL

W referacie przedstawione zostały rozważania autora dotyczące diagnostyki według modelu, jej ograniczeń i możliwości. Współczesny rozwój informatyki a także metodologii modelowania znacząco te możliwości zwiększył. Jest rzeczą oczywistą, iż aby mówić o diagnostyce według modelu dysponować musimy nie tylko zaawansowanym modelem teoretycznym analizowanego obiektu, ale także modelami stanów anormalnych i wzajemnymi relacjami pomiędzy defektami i ich symptomami. Zdobycie odpowiednio wiarygodnych relacji typu defekt-symptom jest zagad-nieniem trudnym , a często bardzo trudnym. Przedstawione w niniejszej pracy rozważania odnoszą się do jednego z najbardziej frapują-cych zjawisk, a mianowicie rozwoju wirów i bicia olejowego w łożyskach ślizgowych maszyny wirnikowej. Pomimo, iż zjawiska te były i są nadal przedmiotem badań w wielu ośrodkach na całym świecie, fizyka tego zjawiska nie została wyczerpująco rozpoznana. Przedstawione zostaną możliwości komputerowej symulacji rozwoju wirów i bicia olejowego za pomocą metod właści-wych diagnostyce według modelu. Przedstawione w pracy rozważania potraktowane zostały wy-łącznie jako przykład możliwości tej dyscypliny wiedzy i posłużyły do sformułowania bardziej ogólnych wniosków.

10

Computer Analysis in Optimisation of Design and Diagnostics of Technical Objects - Capabilities and Constraints

Kiciński J.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2001

|

vol. 49, nr 2

219-231

EN

The capabilities of computer analysis in optimisation and diagnostics of technical objects such as power industry turbosystems are indicated in the work. Based on the developed dynamical models of such objects an analysis of the influence of selected design parameters on the statistic and dynamic properties of the object has been conducted. Presented examples refer to real objects operating in Poland and abroad, and the conclusions stemming from the conducted analysis have been implemented in practice. This fact indicates undoubtedly the possibilities of application of advanced computer analysis in exploitation of such large technical objects. In the work presented is also a general discussion on the constraints linked to the modelling and mathematical description of different objects, not only of the power industry type.

11

Model - Based diagnostics in rotating machinery

Kiciński J.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1999

|

Vol. 86, nr 24

56-67

EN

In the work indicator are the capabilities of computer analysis in optimization and diagnostics of technical objects such as power industry turbosystems. Based in the developed dynamical models of such objects conducted has been an analysis of the influence of selected design parameters on the static and dynamic properties of the object. Presented examples refer to the real objects operating in Poland and abort, and the conclusions stemming from the conducted analysis have been implemented in practise. This fact indicates undoubtedly the possibilities of application of advanced computer analysis in exploitation of such large technical objects. In the work presented is also a general discussion on the constraints linked to the modeling and mathematical description of different objects, not only of the power industry type.