ダイナミックシステムのモデルベ-ス診断法に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63460144
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 熊丸 耕介 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (30037949)
• 研究分担者: 内野 英治 九州工業大学, 情報工学部, 助手 (30168710) ; 相良 節夫 九州大学, 工学部, 教授 (60037679)
• キーワード: 故障診断 / モデリング / 仮説検定 / 一般化尤度比検定 / ファジィ推論 / システム同定 / カルバック識別情報量 / 状態推定

研究概要

本研では、(1).状態室間表示可能な線形集中定数系、(2).ブラックボックス型のプロセス系、(3).大規模系としての電力系統、および(4).放物、双曲型の分布定数系を対象としたモデルベ-ス故障診断法の開発を行ない、以下の研究成果を得た。(1)に対しては、システム構造パラメ-タの急変に起因した放障のオンライン診断を行なうため、モデル整合性を利用したオンライン故障検出用の簡易診断機構と、故障内容を識別同定するための一般化尤度比検定法による精密診断機構とから成る階層的故障診断システムを構築した。さらに、カルバック識別情報量規範に基づく故障パラメ-タの検出感度評価法を提案した。(2)に対しては、式誤差モデルで記述される未知対象システムの適応制御において、故障に起因したシステムパラメ-タ変動と正常なシステム変動とが混在する場合に、カルバック識別情報量規範を用いてシステム変動をオンラインで的確に検出すると共に、その変動が故障に依るものか否かを識別診断するため、システム運転モ-ドに関するあいまいな知識をファジィ推論に取込んだ故障診断エキスパ-トシステムを開発した。(3)に対しては、分散型推定機構をもつ線形システムのサブシステムの一つにおいて、状態量突変として表わされる故障が起った場合について、一般化尤度比検定法による各サブステ-ションでの診断結果を統合して故障したサブシステムとその内容を同定する分散・統合診断法を考案した。また、拘束条件を伴う非線形非定常システムの故障診断法として、システムの正常運転モ-ドを基準にした線形摂動モデルに基づく診断法を開発し、火力発電プラントにおける脱気器水位レベル制御系統への適用を試みた。(4)に対しては、分布定数系の診断に必要となる、分布定数系の有限次元近似法や、境界条件、状態変数およびパラメ-タの最適推定アルゴリズムを提案した。

研究成果

• [文献書誌] 熊丸耕介: "ダイナミックシステムのモデルベ-ス故障診断に関する研究" セキュリティ. 56. 55-58 (1990)
• [文献書誌] K.Kumamaru: "Pre-Evaluation of Fault Detection Sensitivity for Linear Dynamic Systems" Proc.of the 28th SICE Annual Conference. 1025-1028 (1989)
• [文献書誌] S.Sagara: "Recursive Identification of Transfer Function Matrix in Continuous Systems via Linear Integral Filter" International Journal of Control. 50. 457-477 (1989)
• [文献書誌] S.Sagara: "Numerical Integration Approach to On-line Identification of Continuous-time Systems" Automatica. 24. (1989)
• [文献書誌] A.Uchino: "A Unified State Estimation method for Stochastic Environmental System Based on the Quantized Level Measurement with Background Noise" Singapore Journal of Physics. 6. 127-136 (1989)
• [文献書誌] 熊丸耕介: "ファジィ推論を用いた適応制御系の異常診断" 電気学会誌. 110. (1990)
• [文献書誌] K.Kumamaru: "Fault Diagnosis in Dynamic Systems:Theory and Application Chap.13,Some Statistical Methods for Fault Diagnosis for Dynamical Systems" PRETICE HALL International(UK)Ltd.R.Patton,P.Frank and R.Clark Eds., 602(439-475) (1989)