KFUPM ePrints

Fault Diagnosis Using a Sequential Integration of Model-Free and Model-Based Approaches

Khalid, Haris M. (2009) Fault Diagnosis Using a Sequential Integration of Model-Free and Model-Based Approaches. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF (Haris M. Khalid, "Fault Diagnosis Using Sequential Integration of Model-Free and Model-Based Approaches", MS. Thesis, KFUPM, April 2009.)
Restricted to Registered users only until 04 September 2012.


Arabic Abstract

في هذه الأطروحة، يُقترح مخططٌ للتشخيص للكشف عن الأخطاء الأولية وفرزها عن طريق الدمج المتتابع لنوعين مختلفين كليا من المناهج: المناهج الخالية من نموذج والمناهج المعتمدة على نموذج، وبالتالي ضمان مراقبة المعلومة الحاسمة عن غياب أو وجود الخطأ في أقصر وقت ممكن، وأيضا كشف الحالة الكلية للخطأ مع الوقت. المناهج الخالية من نموذج تشمل فحص الحد وفحص المعقولية وأيضا التحليل القائم على المعرفة. بينما المناهج المعتمدة على نموذج فتشتمل على "مرشح كالمان" (Kalman Filter) لكشف الأخطاء، وعلى التعرف على معامِلات النموذج لفرز الأخطاء. التحليل الخالي من نموذج يدل بسرعة على امكانية بداية خطإٍ ما، في حين أن "مرشح كالمان" يكشف عن وجود أو غياب الخطأ، ويقوم التعرف على المعامِلات بفرز أي خطأ مكتشف. للحصول على صورة شاملة للتشخيص هناك حاجة أساسية لنموذج دقيق و موثوق. نموذج كهذا يُحدد عن طريق تحليل الفرق بين قيم القياسات و قيم النموذج ، و عن طريق مقارنة الاستجابة الترددية ، و عن طريق التحديد الدقيق لبنية النموذج اعتماداَ على موقع أقطاب النموذج المُعرَّف. طريقة جديدة للتعرف على بنية النموذج تعتمد على موقع الأقطاب. المخطط المقترح يقيَّم بشكل موسع على أنظمة فعلية. تنفيذ المخطط المقترح إجمالا قد يُستخدم في تصميم استراتيجية فعالة للصيانة الوقائية. المخطط المقترح يتم على تقييم فعلي على نظام موائع متمثل بنظام مقياسي ذي خزانين في المختبر.

English Abstract

In this thesis, a diagnosis scheme is proposed for detecting and isolating incipient faults by using the sequential integration of two totally different approaches, namely model-free and model-based, ensuring thereby that crucial information about the presence or absence of a fault is monitored in the shortest possible time and the complete status regarding the fault is unfolded in time. Model-free approaches include limit and plausibility checks and knowledge-based analysis, while model-based approaches include the Kalman filter for fault detection and a parameter identification scheme for fault isolation. The model-free analysis indicates quickly a possible onset of fault, whereas the Kalman filter detects its presence/absence, and finally the identification scheme isolates any fault detected. To obtain an overall diagnostic picture, a reliable and accurate model is essential. Such a model is determined by the analysis of residual, comparison of frequency response, and the accurate determination of model structure based on location of poles of the identified model. A novel method to identify the structure of the model is based on the location of the poles. The proposed scheme is extensively evaluated on physical systems. The execution of the proposed combined scheme may also be used in designing an effective preventive maintenance strategy. The proposed scheme is evaluated on a physical fluid system exemplified by a benchmarked laboratory-scale two-tank system.

Item Type:Thesis (Masters)
Date:03 July 2009
Date Type:Completion
Chemical Engineering
Divisions:College Of Computer Sciences and Engineering > Systems Engineering Dept
Creators:Khalid, Haris M.
Committee Advisor:Doraiswami, Rajamani
Committee Members:Cheded, Lahouari and Faqir, Naim
ID Code:136050
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:17 May 2009 08:18
Last Modified:30 Apr 2011 16:58

Repository Staff Only: item control page