Sicherheitstechnische Abschätzung des Betriebszustandes von Pumpen zur Schadensfrüherkennung:
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INHALTVERZEICHNIS
SEITE
1
EINLEITUNG
1
1.1
ZIELSETZUNG
DER
ARBEIT
.
2
1.2
INHALT
DER
ARBEIT
.
3
2
UEBERSICHT
UEBER
METHODEN
DER
TECHNISCHEN
FEHLERDIAGNOSE
5
2.1
PRINZIP
EINER
FEHLERDIAGNOSE
.
6
2.2
EXTRAKTION
VON
FEHLERMERKMALEN
.
8
2.3 VERFAHREN
DER
FEHLERKLASSIFIKATION
.
11
2.3.1
STATISTISCHE
PARAMETRISCHE
KLASSIFIKATION
.
13
2.3.2
STATISTISCHE
NICHTPARAMETRISCHE
KLASSIFIKATION
.
15
2.3.3
GEOMETRISCHE
KLASSIFIKATION
.
16
2.3.4
ANDERE
KLASSIFIKATIONSVERFAHREN
.
17
2.4
ANWENDUNG
NEURONALER
NETZE
.
17
3
NEURONALE
NETZE
21
3.1
PERZEPTRON
.
21
3.2
SIGMOIDE
AKTIVIERUNGSFUNKTION
.
22
3.3 MEHRSCHICHTIGE
PERZEPTRONEN
.
23
3.4
BACKPROPAGATION
LERNALGORITHMUS
.
27
3.4.1
FEHLERFUNKTION
.
28
3.4.2
ADAPTIONSGESETZ
.
29
3.4.3
GEWICHTSAKTUALISIERUNG
.
30
3.4.4
LERNPROZESSE
.
30
3.5
PROBLEME
BEIM
LERNPROZESS
.
33
3.5.1
LEMPARAMETER
.
33
3.5.2
LOKALES
MINIMUM
.
33
3.5.3
VERALLGEMEINERUNGSFAEHIGKEIT
.
34
3.6
MODELLFREIE
SYSTEMIDENTIFIKATION
MIT
NEURONALEN
NETZEN
.
35
3.6.1
FUNKTIONSWEISE
EINES
NEURONALEN
NETZES
BEI
EINER
APPROXIMATION
.
36
3.6.2
MATHEMATISCHE
DARSTELLUNG
DER
FUNKTIONSWEISE
MEHR
SCHICHTIGER
PERZEPTRONEN
38
II
INHALTVERZEICHNIS
3.6.3
ANWENDUNG
MEHRSCHICHTIGER
PERZEPTRONEN
ZUR
IDENTIFIKA
TION
NICHTLINEARER
PROZESSE
.
39
3.6.4
BESTIMMUNG
DER
NETZSTRUKTUR
BEI
EINER
PROZESSIDENTIFIKATION
43
3.7
BEMERKUNGEN
.
44
4
KREISELPUMPEN
UND
MODELLBASIERTE
FEHLERDIAGNOSE
46
4.1
KREISELPUMPEN
.
47
4.1.1
BAUELEMENTE
.
48
4.1.2
WIRKUNGSWEISE
.
48
4.1.3
PROZESSMODELLIERUNG
.
49
4.2
FEHLER
UND
MODELLBASIERTE
FEHLERDIAGNOSE
.
50
4.2.1
FEHLER
.
50
4.2.2
FEHLERDIAGNOSE
.
50
4.2.3
PROZESSMODELLE
UND
FEHLERQUELLEN
.
51
4.2.4
EIN
BEISPIEL
DER
MODELLBASIERTEN
FEHLERDIAGNOSE
.
52
4.2
5
EINSATZBEREICH
AUSGEWAEHLTER
DIAGNOSEMETHODEN
.
55
4.3
PARAMETRISCHE
MODELLE
DES
HYDRAULISCHEN
PUMPENPROZESSES
.
57
4.3.1
VEREINFACHUNGEN
.
57
4.3.2
MODELLGLEICHUNGEN
.
57
4.3.3
FEHLERAUSWIRKUNGEN
UND
SCHLIESSUNGSMETHODEN
.
58
5
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
IDENTIFIKATION
DES
HYDRAULI
SCHEN
PROZESSES
EINER
INTAKTEN
KREISELPUMPE
61
5.1
IDENTIFIKATIONSMETHODEN
.
61
5.1.1
METHODE
DER
KLEINSTEN
QUADRATE
.
61
5.1.2
METHODE
DER
NEURONALEN
NETZE
.
64
5.1.3
KOMBINATION
VON
EINEM
PROZESSMODELL
UND
EINEM
NEURONA
66
LEN
NETZ
.
5.2
VERSUCHSSTAND
UND
MESSSIGNALE
.
69
5.3
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE
.
73
5.3.1
ANREGUNGSSIGNALE
.
73
5.3.2
IDENTIFIKATIONSBEREICH
.
79
5.3.2.1
GROESSENBEREICH
DES
VOLUMENSTROMES
.
79
5.3.2.2
GROESSENBEREICH
DER
DREHZAHL
.
81
5.3.3
OPTIMALES
PROZESSMODELL
.
82
INHALTVERZEICHNIS
III
5.3.4
BERUECKSICHTIGUNG
DER
TEMPERATUREINFLUESSE
.
87
5.3.4.1
PROZESSIDENTIFIKATION
MIT
DER
METHODE
DER
KLEINSTEN
QUADRATE
.
87
5.3.4.2
PROZESSIDENTIFIKATION
MIT
NEURONALEN
NETZEN
.
88
5.3.4.3
PROZESSIDENTIFIKATION
MIT
KOMBINATION
VON
EINEM
PROZESSMODELL
UND
EINEM
NEURONALEN
NETZ
.
91
5.4
BEMERKUNGEN
UND
AUSBLICK
.
94
6
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
AN
EINER
FEHLERHAFTEN
KREISELPUMPE
96
6.1
FEHLERFRUEHERKENNUNG
.
96
6.2
SCHADENSERKENNUNG
UND
FEHLERDIAGNOSE
.
99
6.2.1
BEDEUTUNG
DER
GESCHAETZTEN
MODELLPARAMETER
.
100
6.2.2
VERLAESSLICHE
ERMITTLUNG
DER
FEHLERBEDINGTEN
PARAMETERAEN
DERUNG
ZUR
FEHLERDIAGNOSE
.
100
6.2.3
UEBER
DIE
AUSSAGEKRAFT
DER
ERMITTELTEN
PARAMETERAENDE
RUNG
ALS
FEHLERMERKMALE
.
103
6.2.4
BEDEUTUNG
DER
ERMITTELTEN
FEHLERMERKMALE
.
104
6.2.5
ERWEITERUNG
DER
BETRACHTUNGSWEISE
DER
FEHLERMERKMALE
104
6.2.6
VORGEHENSWEISE
UND
ZEITAUFWAND
DER
FEHLERDIAGNOSE
.
105
6.2.7
ANPASSUNG
AN
DIE
PRAXIS
.
106
6.3
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
.
107
6.3.1
FEHLERERKENNUNG
UND
KENNLINIE
DES
FEHLERZUSTANDES
.
108
6.3.2
MODELLPARAMETERAENDERUNG
ALS
FEHLERMERKMALE
.
109
6.3.2.1
TEMPERATURBEDINGTE
PARAMETERAENDERUNG
.
110
6.3.2.2
FEHLERBEDINGTE
PARAMETERAENDERUNG
.
111
6.3.3
SCHADENSFRUEHERKENNUNG
.
118
6.4
LERNSTRATEGIE
DES
UEBERWACHUNGSSYSTEMS
.
120
6.4.1
GEGEBENHEITEN
BEIM
EINSATZ
DES
UEBERWACHUNGSSYS
TEMS
.
120
6.4.2
LEISTUNGSFAEHIGKEITEN
UND
GRENZEN
DER
UEBERWACHUNGS
METHODE
.
121
6.4.3
VORSCHLAG
ZUR
LERNSTRATEGIE
DES
UEBERWACHUNGSSYSTEMS
122
7
ZUSAMMENFASSUNG
124
8
NOMENKLATUR
126
IV
INHALTVERZEICHNII
9
LITERATURVERZEICHNIS
130
10
ANHANG
138
10.1
TECHNISCHE
DATEN
DER
VERSUCHSANLAGE
.
138
10.1.1
KREISELPUMPE
UND
ANTRIEBSMOTOR
.
138
10.1.2
INSTRUMENTIERUNG
.
138
10.1.3
AUFBAU
DES
KREISLAUFS
.
139
10.2
HERLEITUNG
DES
BACKPROPAGATION
ALGORITHMUS
.
140
10.3
VORGAENGE
DER
EXPERIMENTELLEN
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
TECHNISCHEN
FEHLERDIAGNOSE
.
142
10.4
EINHEITEN
DER
BEI
DER
IDENTIFIKATION
VERWENDETEN
GROESSEN
UND
PA
145
RAMETER
.
10.5
LERNMUSTER
DER
FEHLERKLASSIFIKATOREN
.
146 |
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