KFUPM ePrints

Multi-Model Approach to Fault Detection, Isolation and Compensation: A Case Study of Industrial Pneumatic Control Valve

l Multi-Model Approach to Fault Detection, Isolation and Compensation: A Case Study of Industrial Pneumatic Control Valve. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF
8Mb

Arabic Abstract

في السنوات الأخيرة، وقد تم ذلك الكثير من الدراسات ومستمرة، على الكشف عن خطأ، والعزلة، والتعويض في نظام التحكم. هذه هي نتيجة لارتفاع الطلب على موثوقية جيدة وأداء النظام مصنع أو السيطرة عليها. أي اضطراب غير معقول أو أداء أي نوع من أنواع في أي جزء من أنظمة التحكم يمكن أن تجعل في الواقع النظام بأكمله غير مستقر وهذا قد يؤدي إلى نتائج غير مرغوب فيها مثل الانهيار التام للنظام بأكمله أو النبات. إذا قائي أو علاج ضروري لا يأخذ بعين الاعتبار في الوقت المناسب وهذا قد يؤدي إلى ضرر بالغ. وبناء على هذا، فإن عددا كبيرا من التحقيقات جارية للكشف عن أصل الخطأ، وتحديد طبيعة الخلل في نظام التحكم وسبل تعويض ذلك . يركز هذا العمل أطروحة على كشف وعزل خطأ، فضلا عن التعويض للنظام الخاطئ. تعتبر دراسة حالة صمام هوائي الصناعي والتركيز بشكل رئيسي على STICTION (استقامة الذي يشبه رد الفعل) نظرا لأنه هو سبب رئيسي من التذبذب في صمام التحكم الصناعي وبسبب تأثير غير مرغوب فيه على جودة المنتج، واستهلاك الطاقة بما في ذلك قياس التذبذب. تقنيات متعددة نموذج تتحد مع مقيدة كالمان تصفية (CKF) يستخدم كنظام رقابي لكشف وعزل الأعطال في نظام (هوائي صمام التحكم كدراسة حالة) وطرق تعويض الجديدة المقترحة على أساس النهج الأمثل. ويعمل هؤلاء لتعويض stiction (سببا رئيسيا من أسباب التذبذب في صمام التحكم حلقة مغلقة) ثم تقييم أداء طريقة جديدة لاكتشاف الخطأ، والعزلة مع تقنيات التعويض المقترح يتم التحقق تجريبيا. بالإضافة إلى ذلك، قدم مقارنة بين أساليب إلغاء القائمة صمام التحكم استقامة والأساليب المقترحة.

English Abstract

In recent years, a lot of studies has been done and going on, on fault detection, isolation, and compensation in a control system. These are due to high demand for good reliability and performance of plant or control system. Any unreasonable disturbance or performance of any kinds in any part of control systems can actually make the entire system unstable and this may lead to undesirable results such as a total breakdown of the entire system or plant. If necessary precaution or remedy is not taking into consideration on time this may lead to huge damage. Based on this, a great number of investigations are going on to detect the origin of the fault, identify the nature of the fault in the control system and ways to compensate it. \\ This thesis work focuses on detection and isolation of fault, as well as compensation of the faulty system. A case study of an industrial pneumatic valve is considered and the focus is mainly on STICTION (nonlinearity which resembles Backlash) since it is a major cause of oscillation in industrial control valve and because of its undesirable effect on quality of product, energy consumption including measurement oscillation. Multi-Model techniques combine with Constrained Kalman Filter (CKF) is utilized as a supervisory scheme to detect and isolate faults in a system (Pneumatic Control Valve as a Case Study) and new compensation methods are proposed based on optimization approach. These are employed to compensate stiction (a major cause of oscillation in a closed loop control valve) then the performance evaluation of the new method of fault detection, isolation with proposed compensation techniques are experimentally validated. In addition, the comparison between the existing control valve nonlinearity cancellation methods and the proposed methods are presented.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Systems
Divisions:College Of Computer Sciences and Engineering > Systems Engineering Dept
Committee Advisor:Sami, Elferik
Committee Members: AL-Saif, Abdul-Wahid A. and Samir , Al-Amer
ID Code:140016
Deposited By:MUIDEEN ADENIYI ADEGOKE (g201306170)
Deposited On:13 Jun 2016 10:12
Last Modified:13 Jun 2016 10:12

Repository Staff Only: item control page