Modellbasierte Fehlererkennung und -diagnose in Mehrgrößensystemen mit Hilfe statistischer Methoden, logischer Regeln und Fuzzy-Inferenz:
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1995
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V
INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
.
1
2.
STAND
DER
FORSCHUNG
.
6
2.1
SPEZIFIZIERUNG
DES
PROZESSES
.
6
2.2
RESIDUENGENERIERUNGSMETHODEN
.
7
2.2.1
RESIDUENGENERIERURIG
AUS
EINGANGS-/AUSGANGSMODELLEN
.
7
2.2.2
RESIDUENGENERIERUNG
AUS
PARITAETSGLEICHUNGEN
.
10
2.2.3
AUF
ZUSTANDSBEOBACHTEM
BASIERENDE
METHODEN
.
14
2.2.3.1
BEOBACHTER
MIT
DIREKTER
FESTLEGUNG
DER
EIGENSTRUKTUR
.
.15
2.2.3.2
ALLGEMEINER
BEOBACHTER
.
19
2.2.3.3
KALMAN-FILTER
.
21
2.2.4
RESIDUENGENERIERUNG
AUF
DER
BASIS
EINER
PARAMETERIDENTIFIKATION
.
24
2.3
DETEKTIONSMETHODEN
.
26
2.3.1
SEQUENTIAL
PROBABILITY
RATIO
TEST
(SPRT)
.
27
2.3.2
CUMULATIVE
SUM
TEST
(CUSUM)
.
32
2.3.3
GENERALIZED
LIKELIHOOD
RATIO
TEST
(GLR)
.
35
2.3.4
FUZZY-AUSWERTUNG
VON
RESIDUEN
.
39
2.4
ENTSCHEIDUNGSMETHODEN
.
40
3.
VORSCHLAG
EINER
NEUEN
LOESUNG
.
43
3.1
RESIDUENGENERIERUNG
.
43
3.1.1
ANSATZ
DURCH
ANWENDUNG
VON
ZUSTANDSRAUMMODELLEN
.
44
3.1.1.1
LINEARISIERTES
KALMAN-FILTER
.
45
3.1.1.2
ERWEITERTES
KALMAN-FILTER
.
47
3.1.2
ANSATZ
DURCH
ANWENDUNG
PARAMETRISCHER
MODELLE
.
48
3.1.2.1
IDENTIFIKATION
VON
M-MISO
PARAMETRISCHEN
MODELLEN
.
49
3.1.2.2
REKURSIVE
PARAMETERSCHAETZUNG
.
51
3.2
DETEKTION
.
52
3.2.1
STATISTISCHE
ANALYSE
UNIVARIATER
RESIDUEN
.
53
3.2.1.1
MITTELWERTANALYSE:
DER
STUDENT-TEST
.
54
3.2.1.2
VARIANZANALYSE:
DER
CHI-QUADRAT-TEST
.
58
3.2.2
STATISTISCHE
ANALYSE
MULTIVARIATER
RESIDUEN
.
60
3.2.2.1
MITTELWERTANALYSE:
DER
HOTELLING-TEST
.
60
3.2.2.2
SIMULTANE
VERTRAUENSBEREICHE
.
63
DIE
BONFERRONI-INTERVALLE
.
64
DIE
SCHEFFED-INTERVALLE
.
64
VI
3.2.3
ANSATZ
DURCH
KOMBINATION
STATISTISCHER
METHODEN
UND
FUZZY-LOGIK
.
65
3.3
ENTSCHEIDUNG
.
67
3.3.1
INTUITIVE
LOGISCHE
REGELN
.
67
REGELN
MIT
REDUNDANZ
.
68
REGELN
OHNE
REDUNDANZ
.
69
3.3.2
FUZZY-INFERENZ
.
71
3.3.2.1
EINIGE
DEFINITIONEN
.
72
3.3.2.2
FUZZY-IMPLIKATIONEN
OHNE
REDUNDANZ
.
73
4.
ERPROBUNG
DER
LOESUNG
AN
EINEM
TURBOGENERATOR
.
80
4.1
BESCHREIBUNG
DER
GESAMTEN
ANLAGE
.
80
4.2
ANWENDUNG
DER
RESIDUENGENERATOREN
.
82
4.2.1
RESIDUENGENERIERUNG
DURCH
ANWENDUNG
EINES
ZUSTANDSRAUMMODELLS
.
82
4.2.1.1
MODELLBILDUNG
EINES
TURBOGENERATORS
.
82
4.2.1.2
VALIDIERUNG
DES
KONTINUIERLICHEN
NICHTLINEAREN
MODELLS
.
.
93
4.2.1.3
LINEARISIERUNG
DES
TURBOGENERATORSMODELLS
.
97
4.2.1.4
RESIDUEN
AUS
DEM
DISKRETISIERTEN
ZUSTANDSRAUMMODELL
.
.
.
99
4.2.2
RESIDUENGENERIERUNG
DURCH
ANWENDUNG
PARAMETRISCHER
MODELLE
.
101
4.2.2.1
IDENTIFIKATION
VON
M-MISO
MODELLEN
.
101
4.2.2.2
VALIDIERUNG
DER
IDENTIFIZIERTEN
MODELLE
.
106
LS-PARAMETERSCHAETZUNG
.
106
RLS-PARAMETERSCHAETZUNG
.
109
4.3
ANWENDUNG
DER
DETEKTIONSMETHODEN
.
111
4.3.1
ANWENDUNG
DES
STUDENT-TESTS
IN
MEHRGROESSENSYSTEMEN
.
111
4.3.2
ANWENDUNG
MULTIVARIATER
METHODEN
IN
MEHRGROESSENSYSTEMEN
.
.
.
.113
DER
HOTELLING-TEST
.
114
DER
BONFERRONI-TEST
.
115
DER
SCHEFFEE-TEST
.
116
4.4
ANWENDUNG
DER
VORGESCHLAGENEN
ENTSCHEIDUNGSMETHODE
.
118
REGELN
MIT
REDUNDANZ
UND
KLASSISCHER
LOGIK
.
118
REGELN
OHNE
REDUNDANZ
UND
KLASSISCHER
LOGIK
.
119
REGELN
OHNE
REDUNDANZ
UND
FUZZY-LOGIK
.
120
4.4.1
BEISPIEL
EINES
SENSORFEHLERS
AM
TURBOGENERATOR
.
121
5.
ZUSAMMENFASSUNG
.
125
LITERATURVERZEICHNIS
.
129
VII
ANHANG
.
137
A.
PROPORTIONAL
-
MENGENVENTIL
137
B.
PARAMETER
DES
PHYSIKALISCHEN
TURBOGENERATORMODELLS
138
B.L
NORMIERTE
PARAMETER
DER
SYNCHRONMASCHINE
.
138
B.2
PARAMETER
DES
VENTILS
UND
DER
TURBINE
.
138
B.3
BEZUGSGROESSEN
.
139
C.
TURBINENKENNLINIEN
.
139
D.
STATISCHE
KENNLINIEN
DER
TURBOGENERATOR-VERSUCHSANLAGE
140
D.
1
BEI
KONSTANTEM
ERREGERSTROM
140
D.2
BEI
KONSTANTER
VENTILOEFFNUNG
140
D.3
BEI
KONSTANTER
DREHZAHL
141 |
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