2003 Fiscal Year Annual Research Report

非線形システムの構造的モデリングによる故障診断法に関する研究

Research Project

Project/Area Number	15560381
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)	前田誠九州工業大学, 情報工学部, 助手 (00274556) 井上勝裕九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (00150516)
Keywords	モデルベース故障診断 / 故障検出 / 非線形システム / システム同定 / カルバック識別情報量 / 閾値判定 / 適応制御 / 船舶推進システム
Research Abstract	本年度の研究では,非線形システムに対するモデルベース故障診断法を開発するため,1)非線形システムの構造的モデリングと同定 2)同定モデルに基づく診断情報抽出 3)故障検出と故障同定(FDI : Fault Detection and Isolation) 4)故障対応(Fault Accommodation)の課題に取り組み以下の成果を得た。 1)については,物理的構造が未知のblack-box型非線形システムに対して,我々が既に考案している「準ARMAXモデリングによるマルチモデル化同定法」の推定精度やノイズ耐性を向上させるための種々の改善策を提案した。また,状態空間表示可能な非線形システムに対しては,我々の既提案になる「短時間同定法」の対モデル化誤差ロバスト性の数式的解析法について一考察を行った。 2)については,準ARMAX同定モデルのパラメータと故障モードとの関連をパタン化情報として知識ベースとして蓄えることにより,非線形ブラックボックス型システムに対してこれまで故障検出機能しか実現し得なかった診断システムに故障識別機能をも具備させる手法を提案した。この他,脳波波形のパタン認識問題や3次元画像処理問題への研究取り組みを通して得られた成果を,故障診断問題における新たな診断情報抽出法として応用する予定である。 3)については,故障診断ベンチマークテスト用に開発された「船舶推進システムモデル」を用いて,多様な故障モードに対する故障検出問題や複合故障モードの識別同定問題のシミュレーション実験を行い,本研究において考案した手法の有効性を確認した。 4)については,故障対応問題は或種「パラメータ変動を伴う未知システムの適応制御問題」として捉えることができることから,火力発電プラント過熱器系における主蒸気昇温適応制御問題を考え,準ARMAXモデルに基づくSTR(Self-Tuning-Regulator)及びSMC(Sliding-Mode-Control)制御法を開発し制御性能の対ノイズ特性の検討を行った。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] K.Kumamaru, et al.: "Fault Detection of Nonlinear systems Based on Multi-Form Quasi-ARMAX Modeling and Its Application to the Ship Benchmark"Proc.of the 13-th IFAC Symposium on System Identification (SYSID-2003). In press. (2003)
[Publications] K.Inoue, et al.: "Pattern Recognition of EEG Signals During Right and Left Motor Imagery"Proc.of the 13-th IFAC Symposium on System Identification (SYSID-2003). In press. (2003)
[Publications] M.Maeda: "Segmentation of Entire Circumferential Range Data by Using a Competitive Clustering Method"Proc.of the 35-th ISCIE International Symposium on Stochastic systems Theory and Its Applications(SSS-2003). In press. (2003)
[Publications] K.Inoue, et al.: "Feature Extraction of Human EEG Sleep Stages by Using Wavelet Analysis"Proc.of the 35-th ISCIE International Symposium on Stochastic systems Theory and Its Applications(SSS-2003). In press. (2003)
[Publications] 熊丸耕介, 他: "短時間同定法による故障診断〜異種の複合故障に対する適用〜"第22回計測自動制御学会九州支部学術講演会. 159-160 (2003)
[Publications] 熊丸耕介, 他: "船舶推進システムを対象としたモデルベース故障検出-様々な故障モード及び雑音要素を考慮した検出性能の評価-"第22回計測自動制御学会九州支部学術講演会. 161-162 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

非線形システムの構造的モデリングによる故障診断法に関する研究

Principal Investigator

熊丸 耕介 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (30037949)

Research Products

[Publications] K.Kumamaru, et al.: "Fault Detection of Nonlinear systems Based on Multi-Form Quasi-ARMAX Modeling and Its Application to the Ship Benchmark"Proc.of the 13-th IFAC Symposium on System Identification (SYSID-2003). In press. (2003)

[Publications] K.Inoue, et al.: "Pattern Recognition of EEG Signals During Right and Left Motor Imagery"Proc.of the 13-th IFAC Symposium on System Identification (SYSID-2003). In press. (2003)

[Publications] M.Maeda: "Segmentation of Entire Circumferential Range Data by Using a Competitive Clustering Method"Proc.of the 35-th ISCIE International Symposium on Stochastic systems Theory and Its Applications(SSS-2003). In press. (2003)

[Publications] K.Inoue, et al.: "Feature Extraction of Human EEG Sleep Stages by Using Wavelet Analysis"Proc.of the 35-th ISCIE International Symposium on Stochastic systems Theory and Its Applications(SSS-2003). In press. (2003)

[Publications] 熊丸 耕介, 他: "短時間同定法による故障診断〜異種の複合故障に対する適用〜"第22回計測自動制御学会九州支部学術講演会. 159-160 (2003)

[Publications] 熊丸 耕介, 他: "船舶推進システムを対象としたモデルベース故障検出-様々な故障モード及び雑音要素を考慮した検出性能の評価-"第22回計測自動制御学会九州支部学術講演会. 161-162 (2003)

熊丸耕介九州工業大学, 情報工学部, 教授 (30037949)

[Publications] 熊丸耕介, 他: "短時間同定法による故障診断〜異種の複合故障に対する適用〜"第22回計測自動制御学会九州支部学術講演会. 159-160 (2003)

[Publications] 熊丸耕介, 他: "船舶推進システムを対象としたモデルベース故障検出-様々な故障モード及び雑音要素を考慮した検出性能の評価-"第22回計測自動制御学会九州支部学術講演会. 161-162 (2003)