パラメータ変動システムの知識支援型モデルベース故障診断

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04452211
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 熊丸 耕介 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (30037949)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 五反田 博 近畿大学, 九州工学部, 助教授 (10153751) ; 内野 英治 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (30168710) ; 井上 勝裕 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (00150516) ; 平城 直治 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (30038559) ; 山川 烈 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (00005547)
• Keywords: 故障診断 / モデリング / パラメータ推定 / 非線形システム / システム同定 / ファジー推論 / ニューラルネットワーク / 火力発電プラント

Research Abstract

本研究では,1.非線形非定常大規模システとしての電力発電プラント,2.パラメータ変動を伴う線形システムを診断対象として,知識支援型モデルベース故障診断法の開発と応用について考察し,以下の研究成果を得た.
1.については,モデルベース故障診断における診断情報抽出のためのシステム同定法として,[シミュレータによる非線形システムの短時間同定法]を開発し,火力発電プラントにおける給水加熱器系やボイラの過熱器系の物理モデルに適用しその有効性をシミュレーションを通して確認した.また,大分火力発電所の所内ボイラを実対象システムとしてとりあげ,その物理モデルを構築し,実測データを用いた本同定法の有効性を目下検証している所である.今後,システム運転モードに関する様々な知識情報の利用法を本同定法と融合させることにより,非線形非定常システムに対する故障診断手法の具体化に取り組んでいく予定である.
2.については,故障に起因するシステムパラメータ変動と正常な動作の中でのパラメータ変動とが混在する診断対象システムとして,適応制御の下で運転されている線形システムを考え,カルバック識別情報量規範によりシステムパラメータ変動をオンライン検出すると共に,その変動が故障に起因するものか否かをニューラルネットワークにより判断する知識支援型のモデルベース故障診断手法を考案した.特に,故障判定機構としての階層形ニューラルネットワーク構成とその学習用トレーニングデータ生成への知識情報の利用法を確立した.
さらに,研究分担者により,非線形確率システムに対する状態推定法やファジイーフィルタの開発,ニューラルネットワークの最適学習法,並びにMHD発電プラントの特性解析等についての新たな研究成果も得られ,今後それらの故障診断応用について考察していく予定である.

Research Products

• [Publications] 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)
• [Publications] M.Uchida: "Quick Fault Diagnosis for Nonlinear Systems with Simulater-Baced Identification." Proc.of the Int.Conf.on Fault Diagnosis(Tooldiag'93).855-863 (1993)
• [Publications] 熊丸耕介: "知識情報を併用した適応制御系のモデルベース故障診断" 計測自動制御学会学術講演会 予稿集. 217-218 (1993)
• [Publications] 熊丸耕介: "ニューラルネットワークを用いた適応制御系の故障診断" 信学技報. 93-272. 19-24 (1993)
• [Publications] 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. 31-8(in press). (1994)
• [Publications] K.Kumamaru: "A Neural Network Approach to Failure Decision of Adaptively Controlled Systems." Proc.of the 10th IFAC Symp.on Identification and System Parameter Estimation(SYSID'94).(in press). (1994)
• [Publications] K.Inoue: "A Quick Identification Method of Continuous-Time Nonlinear Systems and Its application to Power Plant Control." Proc.of the 10th IFAC Symp.on Identification and System Parameter Estimation (SYSID'94).(in press). (1994)
• [Publications] E.Uchino: "A New State Estimation Method for a Quantized Stochastic Sound System Based on a Generalized Statistical Linearization." Journal of Sound and Vibration. 160-2. 193-203 (1993)
• [Publications] T.Yamakawa: "Hardware Implementation of Fuzzy Filtering" Proc.of the 2nd IEEE Int.Conf.on Fuzzy Systems(FUZZ-IEEE'93).535-542 (1993)
• [Publications] 平城直治: "MHD平衡近似解を用いたトカマクプラズマの磁場解析" プラズマ・核融合学会誌. 69-12. 1535-1549 (1993)
• [Publications] 五反田 博: "単一出力ネットワークの初期値設定に関する考察" 信学技報. 92-128. 1-8 (1993)
• [Publications] 五反田 博: "BP学習における範例の提示方法について" 神経回路第4回全国大会. 101-102 (1993)