Abstract
For the improvement of reliability, safety and efficiency advanced methods of supervision, fault-detection and fault diagnosis become increasingly important for many technical processes. This holds especially for safety related processes like aircraft, trains, automobiles, power plants and chemical plants. The classical approaches are limit or trend checking of some measurable output variables. Because they do not give a deeper insight and usually do not allow a fault diagnosis, model-based methods of fault-detection were developed by using input and output signals and applying dynamic process models. These methods are based, e.g., on parameter estimation, parity equations or state observers. Also signal model approaches were developed. The goal is to generate several symptoms indicating the difference between nominal and faulty status. Based on different symptoms fault diagnosis procedures follow, determining the fault by applying classification or inference methods. This contribution gives a short introduction into the field and shows some applications for an actuator, a passenger car and a combustion engine
چکیده
برای بهبود قابلیت اطمینان، امنیت و بازده، روش‌های پیشرفته نظارت، عیب‌یابی و عیب شناسی، برای بسیاری از فرایند‌های فنی به طور فزاینده‌ای مهم می‌باشد. این را به طور خاص برای فرایند‌های مربوط به امنیت مانند هواپیما، قطارها، اتومبیل‌ها نیروگا‌ه‌ها و تاسیسات شیمیایی، نگاه داشته اند. روش‌های کلاسیک محدود هستند یا گرایش به بررسی تعدادی متغییر خروجی قابل اندازه گیری دارند. به علت اینکه آنها بینش عمیق تری را ارائه نمی کنند و معمولا اجازه عیب شناسی را نمی‌دهند، روش‌های عیب یابی مبتنی بر مدل سازی توسط سیگنال‌های ورودی و خروجی و بکار گیری مدل‌های فرایند دینامیکی توسعه یافته است. به عنوان مثال این روش‌ها بر پایه تخمین پارامتر، معادلات برابری یا مشاهده گر حالت می‌باشد. همچنین روش‌های مدل کردن سیگنال توسعه یافته است. هدف تولید چند علامت می‌باشد که تفاوت بین حالت‌های نامی و معیوب را نشان دهد. مبتنی بر روش‌های عیب شناسی علائم مختلف که در زیر آمده است، خطا توسط بکار بردن روش‌های طبقه بندی یا استنتاجی تعیین می‌شود. این مشارکت یک مقدمه کوتاهی را در این زمینه ارائه می‌دهد و برخی از کاربردها را برای محرک، ماشین سواری و موتور احتراقی نشان می‌دهد.
کلمات کلیدی: عیب یابی، عیب شناسی، نظارت، پایش سلامت، تخمین پارامتر، معادلات برابری، مشاهده گر حالت، شبکه‌های عصبی، طبقه بندی، استنتاجی، استدلال تشخیصی، منطق فازی، موتور DC، دریچه خروجی، رفتار جانبی رانندگی، خودرو، موتور احتراق
1-مقدمه
در کنترل اتوماتیک سیستم‌های فنی، توابع نظارتی بکار برده شده‌اند تا حالت‌های فرایند نامطلوب یا غیر مجاز، و انجام اقدامات مناسب، برای نگهداری عملکرد و جلوگیری از آسیب و حوادث را نشان بدهند. توابع زیر می‌تواند برجسته شود:
پایش کردن: متغییرهای قابل اندازه گیری با توجه به خطا بررسی می‌شوند، و آلارم برای بهره بردار تولید می‌شود;
حفاظت اتوماتیک: در مورد حالت فرایند خطرناک، تابع پایش اقدام مناسب را شروع می کند;
نظارت با عیب یابی: بر اساس متغییرهای اندازه گیری شده، ویژگی‌هایی محاسبه می‌شود، علائم توسط تشخیص تغییرات تولید می‌گردد، عیب شناسی انجام می‌شود و تصمیمات برای اقدام متقابل اتخاذ می‌گردد.
مزیت بزرگ روش‌های نظارتی مبتنی بر مقدار محدود کلاسیک(a) و (b)، سادگی و قابلیت اطمینان آنها می‌باشد. اما آنها بعد از تغییر نسبتا بزرگ یک ویژگی، فقط قادر به عکس العمل می باشند، به عنوان مثال، بعد از خطای ناگهانی بزرگ یا خطای طولانی مدتی که به تدریج افزایش می‌یابد. بعلاوه یک عیب شناسی عمیق معمولا غیر ممکن می‌باشد. بنابراین (c) روش‌های پیشرفته نظارتی و عیب شناسی نیاز می‌باشد تا الزامات زیر بر‌آورده شود..