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Publication Nr. 21
21Marco Muenchhof: Model-Based Fault Detection for a Hydraulic Servo Axis: Fortschrittberichte Reihe 8, Nr. 1105. VDI-Verlag, 2006. Language: Englisch
Die Doktorarbeit beschäftigt sich mit dem systematischen Entwurf eines umfassenden modell-basierten Fehlererkennungs- und Diagnosesystem zur Überwachung einer linearen hydraulischen Servo-Achse (bestehend aus einem Proportionalwegeventil und einem Differentialzylinder). Durch die Einführung einer neuen Modellarchitektur, eines nichtlinearen Ventildurchflussmodells und der Berücksichtigung von Temperaturabhängigkeiten ist es möglich, die Modellgüte enorm zu verbessern. Die hohe Qualität des resultierenden Modells erlaubt den Einsatz von Paritätsgleichungen und Parameterschätzmethoden zur Fehlererkennung und –diagnose (bzw. dem Condition-Monitoring). Die entwickelten Algorithmen sind in der Lage, kleinste Sensor- und Prozessfehler in einem frühen Stadium zu erkennen, wie beispielsweise Steuerkantenerosion und Riefenbildung des Ventilschiebers. Die Leistungsfähigkeit des physik-basierten Modells wird mit der datengetrieben Modellbildung unter dem Einsatz neuronaler Netze verglichen. Als Ausblick wird gezeigt, wie das entwickelte Modell auch als Basis für einen „Modellsensor“ unter Ausnutzung analytischer Redundanz dienen kann. Alle Methoden wurden an einem Prüfstand umfangreich experimentell untersucht.
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