Měření a monitorování spotřeby energie v letectví: Diagnostika a detekce degradací
Measurement and Monitoring of Energy Consumption in Aviation: Diagnostics and Detection of Degradations
Typ dokumentu
disertační prácedoctoral thesis
Autor
Ondřej Hanuš
Vedoucí práce
Šmíd Radislav
Oponent práce
Bréda Róbert
Studijní obor
Provoz a řízení letecké dopravyStudijní program
Elektrotechnika a informatikaInstituce přidělující hodnost
katedra měřeníPráva
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Detekce a diagnostika závad jsou důležitými prvky monitorovacích systémů. Jejich hlavním úkolem je zvýšit bezpečnost a spolehlivost sledovaného zařízení a včasně vyhodnotit jeho neobvyklé chování. V posledních desetiletích bylo věnováno značné úsilí vývoji metod pro detekci poruch u elektromechanických aktuátorů (EMA). Jedním zdůvodů je současný trend v letectví, který si klade za cíl nahradit hydraulické, mechanické a pneumatické systémy elektrickými. Implementace technik pro detekci závad bývá spojována s určitými problémy, jako je nutnost zasahovat do akčního členu kvůli instalaci přídavných senzorů, kabeláže a podpůrných prvků. Tato teze si klade za cíl odstranit některé z těchto problémů pomocí neintruzivního přístupu. Diagnostika prováděná měřením elektrických veličin nebo technikami založenými na neintruzivním sledování zátěže (NILM) přináší výhody v podobě absence přídavných senzorů, snadné implementace a přenositelnosti a také snížení hmotnosti, nákladů a složitosti. Aby bylo možné tento přístup použít, je nejprve nutné analyzovat možnosti jeho aplikace na EMA, dále navrhnout a implementovat metody pro detekci závad a provést odpovídající testování. Předložená teze je zaměřena na metody detekce poruch u EMA s kartáčovaným stejnosměrným motorem. Konkrétně se jedná o závažné poruchy v podobě zaseknutí aktuátoru a zkratu vnitřního vinutí motoru. Detekce poruch je založena na vyhodnocení vlastností proudu motoru svyužitím základních elektromechanickým parametrům EMA. Hlavními výhodami metod je, že k detekci závad využívají pouze jednu snadno měřitelnou veličinu, jsou jednoduše aplikovatelné a schopné detekovat poruchy v různých provozních režimech EMA, zahrnujících náhlé změny rychlosti, zatížení nebo profilů pohybu. Navržené metody byly testovány a ověřovány na speciálně sestaveném testovacím systému. Výsledky prokázaly, že navrhovaný přístup je účinný při detekci závad, za různých provozních podmínek, které by mohly nastat při používání vprůmyslových aplikacích. Fault detection and diagnostic are essential components of monitoring systems. Their main task is to increase safety and reliability by observing specific devices and distinguishing unusual behaviour. In recent decades, significant effort has been paid to developing fault detection methods for electromechanical actuators (EMA). One of the causes is the current trend in aviation, which aims to replace hydraulic, mechanical and pneumatic systems with electrical ones. However, implementing fault detection techniques may be associated with some issues, such as the need for intervention in the actuator by installing additional sensors, cabling, and supporting elements. This thesis aims to eliminate some of these problems utilising the non-intrusive approach. Diagnostics performed by electrical measurements or Non-intrusive Load Monitoring (NILM) techniques bring benefits in the form of the absence of additional sensors, easy implementation and portability, lowering weight, costs, and complexity. In order to use this approach, it is first necessary to analyse the possibilities of its application in the EMAs, design and implement methods for fault detection and conduct adequate testing. The proposed thesis is focused on fault detection methods for an EMA with a brushed DC motor. The jam and winding short faults as the most prominent EMA faults are considered. The fault detection is based on evaluating the properties of the motor current, taking into account the basic electromechanical parameters of EMA. The main advantages of the presented approach are utilising a commonly accessible measured quantity, easy applicability, and the ability to detect faults under varying operation modes of EMA, including changes of speed, load, or movement profiles. The proposed methods have been evaluated on the custom testing system. The results have proven the performance of the proposed approach to detect faults under varying operating conditions that could occur when used in industrial applications.
Zobrazit/ otevřít
Kolekce
- Disertační práce - 13000 [694]