• Title/Summary/Keyword: 고장진단 관측기

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Design of Complex Fault Detection and Isolation for Sensor and Actuator by Using Unknown Input PI Observer (미지 입력 PI 관측기를 이용한 센서 및 구동기의 복합 고장진단)

  • 김환성
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 1999.05a
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    • pp.437-441
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    • 1999
  • In this paper, a fault diagnosis method using unknown-input proportional integral (PI) observers including the magnitude of actuator failures is proposed. It is shown that actuator failures are detected and isolated perfectly by monitoring the integrated error between the actual output and the estimated output using an unknown-input PI observer. Also in presence of complex actuator and sensor failures, these failures are detected and isolated by multiple unknown-input PI observers perfectly.

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Kinematic Model based Predictive Fault Diagnosis Algorithm of Autonomous Vehicles Using Sliding Mode Observer (슬라이딩 모드 관측기를 이용한 기구학 모델 기반 자율주행 자동차의 예견 고장진단 알고리즘)

  • Oh, Kwang Seok;Yi, Kyong Su
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.41 no.10
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    • pp.931-940
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    • 2017
  • This paper describes a predictive fault diagnosis algorithm for autonomous vehicles based on a kinematic model that uses a sliding mode observer. To ensure the safety of autonomous vehicles, reliable information about the environment and vehicle dynamic states is required. A predictive algorithm that can interactively diagnose longitudinal environment and vehicle acceleration information is proposed in this paper to evaluate the reliability of sensors. To design the diagnosis algorithm, a longitudinal kinematic model is used based on a sliding mode observer. The reliability of the fault diagnosis algorithm can be ensured because the sliding mode observer utilized can reconstruct the relative acceleration despite faulty signals in the longitudinal environment information. Actual data based performance evaluations are conducted with various fault conditions for a reasonable performance evaluation of the predictive fault diagnosis algorithm presented in this paper. The evaluation results show that the proposed diagnosis algorithm can reasonably diagnose the faults in the longitudinal environment and acceleration information for all fault conditions.

Actuator Fault Diagnosis of UAVs using Adaptive Unknown Input Observers (적응 미지입력 관측기를 이용한 무인항공기의 조종면 구동기 고장진단)

  • Cho, Shin-Je;Shin, Sung-Sik;Choi, Seung-Kie;Moon, Jung-Ho;Roh, Eun-Jung
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.38 no.12
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    • pp.1177-1183
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    • 2010
  • In this paper, a parallel bank of multiple adaptive unknown input observers approach suggested by D.Wang is applied to detect a single fault of control surface actuator and to estimate the actuator position of lock-in-place fault using a small fixed-wing UAV model with eight control surfaces. This paper shows that not only the fault diagnosis algorithm detects and estimates each faults of lock-in-place in 1 second by simulation but also it may be unavailable to isolate among two same-shaped rudders.

Fault Detection and Isolation of System Using Multiple Pi Observers (비례적분(PI) 관측기를 이용한 시스템의 고장진단)

  • Kim, H.S.;Kim, S.B.;Shigeyasu Kawaji
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.14 no.2
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    • pp.41-47
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    • 1997
  • Fault diagnosis problem is currently a subject of extensive research in the control field. Although there are several works on the fault detection and isolation observers and the residual generators, those are con- cerned with only the detection of actuator failures or sensor failures. So, the perfect detection and isolation for the actuator and sensor failures is strongly required in the field of the practical applications. In this paper, a strategy of fault diagnosis using multiple proportional integral (PI) observers including the magnitude of actuator failures is provided. It is shown that actuator failures are detected and isolated perfectly by monitoring the integrated error between actual output and estimated output by a PI observer. Also in presence of complex actuator and sensor failures, these failures are detected and isolated by multiple PI observers.

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Fault Tolerant Control of Uncertain Nonlinear Systems Using New Fault Diagnosis method (새로운 고장진단 기법을 이용한 불확실한 비선형 시스팀의 고장 허용 제어)

  • Hwang, Young-Ho;Song, Min-Cheol;Yang, Hai-Won
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2004.07d
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    • pp.2158-2160
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    • 2004
  • 본 논문에서는 불확실한 비선형 시스템에 대하여 새로운 고장진단 방법을 이용한 고장 허용 제어기를 설계한다. 잔류 신호는 비선형 관측기 구조를 이용하여 얻을 수 있다. 고장 성분은 neuro-fuzzy 근사기로 추정한다. 제안된 고장 허용 제어기는 강인 제어기와 고장 성분을 보상할 수 있는 보상제어기로 구성된다. 여기서 제안된 고장진단 방법은 고장으로 인해 발생되는 보상제어기의 크기로 고장을 진단함으로써 고장 전후의 강인 제어기의 특성을 계속유지 할 수 있게 설계하였다. 본 논문에서 제안한 고장 허용 제어기의 성능은 컴퓨터 모의실험을 통하여 증명하였다.

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Fault Detection and Isolation of Sytem by using PI observer (비례적분(PI) 관측기를 이용한 시스템의 고장진단)

  • 김환성
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1996.04a
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    • pp.363-367
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    • 1996
  • The robustness issues in fault detection and isolation(FDI) have received considerable attenuation in recent years, due to the increasing demand for safe and reliable operation of uncertain and complex dynamic systems. The aim of this paper is to present the FDI method by using proportional integral(PI) observer and unknown input observer(UIO) under the faults of actuators and sensors. Due to this simple residual generator, the PI observer can easily detect the both faults of actuator and sensor. A simulation results show the effectiveness of this methods.

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Design of Fault Diagnosis Using a Learning Approach in Uncertain Nonlinear systems (불확실성을 포함한 비선형 시스템에서 학습접근을 이용한 고장 진단 설계)

  • Song, Min-Cheol;Hwang, Young-Ho;Yang, Hai-Won
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2004.07d
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    • pp.2245-2247
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    • 2004
  • 본 논문에서는 미지의 유계를 가진 불확실성을 포함한 비선형 시스템에 대한 고장 진단 설계를 제안한다. 제안된 고장 진단 필터는 비선형 관측기 설계 기술에 기초하여 설계되며, 신경망을 이용하여 고장 성분과 불확실성 성분을 추정하고 추정된 불확실성의 상한값을 고장 진단에 이용한다. 제안된 근사기는 불확실성과 고장 함수를 추정함으로써 고장 검출뿐만 아니라 고장 진단을 확인할 수 있도록 설계된다. 모의실험을 통해서 제안된 고장 진단 설계의 성능을 검증하였다.

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Fault Diagnosis and Tolerant Control of DC-Link Voltage Sensor in Three-Phase AC/DC PWM Converters (3상 AC/DC PWM 컨버터의 직류링크 전압센서 고장 진단 및 허용 제어)

  • Kim, Soo-Cheol;Lee, Dong-Choon;Kim, Jang-Mok;Lee, Kyo-Beum
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2012.07a
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    • pp.470-471
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    • 2012
  • 본 논문은 루엔버거 관측기를 이용하여 직류링크 전압을 추정하고 추정치와 측정치를 비교하여 전압센서의 고장을 진단하는 방법을 제안한다. 또한 전압센서 고장 시에 추정치를 이용하여 제어함으로써 전압센서 고장 허용제어가 가능함을 보인다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 그 타당성이 검증된다.

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Desing of Fault Detection and Diagnosis systems using function observers (함수관측자 기반 고장검출진단시스템의 설계 및 응용)

  • Lee, Sang-Moon;Lee, Kee-Sang;Park, Tae-Geon
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07d
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    • pp.2756-2758
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    • 2005
  • 본 논문에서는 제어시스템의 신뢰성 향상을 위한 고장허용제어계를 실현하기 위하여, 함수관측자를 도입한 장치고장검출(IFD)기법 및 고장보상알고리즘을 제안하고, 이를 전형적인 불안정 비선형시스템인 역진자제어계에 적용하였다. 제안된 IFDS는 기존의 다중관측자기법과 동일한 구조를 가지지만 최저차 설계가 가능한 미지입력 함수관측자를 채택함으로서 알고리즘의 단순화를 가하였을 뿐 아니라 고장량의 추정 등 다양한 설계목적을 고려하여 설계될 수 있다는 특징을 가진다. 제안된 고장 검출식별 기법의 제안된 역진자제어계를 위한 제어기, 고장검출식별 및 보상알고리즘을 모두 포함한 상태에서 고장허용제어의 가능성을 검증하였다.

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Detection and Identification of CMG Faults based on the Gyro Sensor Data (자이로 센서 정보 기반 CMG 고장 진단 및 식별)

  • Lee, Jung-Hyung;Lee, Hun-Jo;Lee, Jun-Yong;Oh, Hwa-Suk;Song, Tae-Seong;Kang, Jeong-min;Song, Deok-ki;Seo, Joong-bo
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.13 no.2
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    • pp.26-33
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    • 2019
  • Control moment gyro (CMG) employed as satellite actuators, generates a large torque through the steering of its gimbals. Although each gimbal holds a high-speed rotating wheel, the wheel imbalances induces disturbance and degrades the satellite control quality. Therefore, the disturbances ought to be detected and identified as a precaution against actuator faults. Among the method used in detecting disturbances is the state observers. In this paper, we apply a continuous second order sliding mode observer to detect single disturbances/faults in CMGs. Verification of the algorithm is also done on the hardware satellite simulator where four CMGs are installed.