Knowledge-aided Model-based Fault Diagnosis for Dynamic Systems with Time-varying Parameters

基于知识辅助模型的时变参数动态系统故障诊断

基本信息

  • 批准号:
    04452211
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1992
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1992 至 1994
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this research project, we have performed studies on the development of a Knowledgeaided Model-based Diagnosis Method for Dynamic Systems with Time-varying Parameters and obtained following research results.1.Development of a Quick Identification Method and Its Applications to Fault Diagnosis and Adaptive Control.We developed a quick system identification method named as SANQ method, which can estimate on-line time-varying parameters in continuous-time nonlinear systems by using short time record of input and output data. The method is based on the parameter adjustment of simulator describing the objective systems. It can be used for detection and isolation of faults which are caused by unexpected changes in system configuration parameters, and are used for the adaptive control of unknown time-varying systems as well. The effectiveness of the method has been confirmed through the application studies to thermal power plants and servo-driving systems.2.Research on a Knowledge-aided Model-based Diagnosis MethodIn order to decide whether the system change detected by Kullback discrimination information (KDI) is due to a fault or is under the normal operation, a neural network decision system has been established by incorporating knowledge information on the system operating modes and fault characteristics into the learning processes. The effectiveness of the knowledge-aided diagnosis method has been confirmed trough the simulation studies on fault decision of the 2nd order damped oscillator which is controlled by an adaptive way.3.Investigation on the model-based diagnosis method which is robust to modelling errorsTo realize a practical model-based diagnosis method, we investigated on a general modeling (Quasi-ARMAX Models) for nonlinear systems and proposed an robust identification method. We have then established a scheme to robust fault detection for dynamic systems with uncertainty by using a new method for evaluating modelling errors.
在本研究项目中,我们研究了一种基于知识辅助模型的时变参数动态系统诊断方法的开发,获得了以下研究成果:一种快速识别方法的发展及其在故障诊断和自适应控制中的应用。提出了一种快速辨识系统的方法——SANQ法,该方法可以利用输入输出数据的短时记录在线估计连续非线性系统的时变参数。该方法基于描述目标系统的模拟器参数调整。它可以用于检测和隔离由于系统配置参数的意外变化引起的故障,也可用于未知时变系统的自适应控制。通过对火电厂和伺服驱动系统的应用研究,证实了该方法的有效性。基于知识辅助模型的故障诊断方法研究为了确定KDI检测到的系统变化是由于故障还是正常运行,将系统运行模式和故障特征的知识信息纳入学习过程,建立了神经网络决策系统。通过对采用自适应控制方式的二阶阻尼振荡器故障诊断的仿真研究,验证了知识辅助诊断方法的有效性。为了实现一种实用的基于模型的诊断方法,研究了非线性系统的一般建模方法(拟armax模型),并提出了一种鲁棒辨识方法。然后,我们利用一种新的建模误差评估方法,建立了一种具有不确定性的动态系统鲁棒故障检测方案。

项目成果

期刊论文数量(104)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Kumamaru: "Fault Detection Via KDI in Presence of Unmodelled Dynamics." Proc.of the 26th ISCIE Int.Symp.on Stochastic Systems Theory and Its Applications.173-178 (1994)
K.Kumamaru:“在存在未建模动态的情况下通过 KDI 进行故障检测。”
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Kumamaru, K.Inoue, T.Soderstrom and et al: "A Neural Network Approach to Failure Decision of Adaptively Controlled Systems" Proc. of the 10th IFAC Symp. on System Identification. 303-308 (1994)
K.Kumamaru、K.Inoue、T.Soderstrom 等人:“自适应控制系统故障决策的神经网络方法”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Kumamaru, J.Hu, K.Inoue and H.Ono: "Fault Detection via KDI in Presence of Unmodelled Uncertainty" Proc. of the 26th ISCIE Int. Symp. on Stochastic Systems Theory and Its Applications. 173-178 (1994)
K.Kumamaru、J.Hu、K.Inoue 和 H.Ono:“存在未建模不确定性时通过 KDI 进行故障检测”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
内田 主幹: "シミュレータによる非線形システムの短時間同定法" 計測自動制御学会論文集. 30-8. 908-916 (1994)
内田校长:“使用模拟器的非线性系统的短时辨识方法”,仪器与控制工程师学会汇刊 30-8 (1994)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Kumamaru: "Fault Diagnosis of Feed-Water Heating System in a Thermal Power Plant Using SANQ System Identification Method." Proc.of the Int.Conf.on Fault Diagnosis(Tooldiag'93).864-863 (1993)
K.Kumamaru:“使用 SANQ 系统识别方法对火电厂给水加热系统进行故障诊断”。
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 4.54万
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开发有效的动力学/反应器建模 GPC/SEC(带有多个分子量检测器)表征和参数估计方法
  • 批准号:
    1940-2003
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 4.54万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Development of effective kinetic/reactor modelling GPC/SEC (with multiple molecular weight detectors) characterizaton and parameter estimation methodologies
开发有效的动力学/反应器建模 GPC/SEC(带有多个分子量检测器)表征和参数估计方法
  • 批准号:
    1940-2003
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 4.54万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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  • 批准号:
    1940-2003
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 4.54万
  • 项目类别:
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Identifying the appropriate spatial scale for key parameter estimation required in forest ecosystem process modelling
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  • 批准号:
    138414-1996
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  • 资助金额:
    $ 4.54万
  • 项目类别:
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    138414-1996
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  • 资助金额:
    $ 4.54万
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    138414-1996
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 4.54万
  • 项目类别:
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Identifying the appropriate spatial scale for key parameter estimation required in forest ecosystem process modelling
确定森林生态系统过程建模所需的关键参数估计的适当空间尺度
  • 批准号:
    138414-1996
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 4.54万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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