[논문]고장 검출 필터를 사용한 항공기 터보팬 엔진 시스템의 고장 검출

배준형

doi:10.7471/ikeee.2021.25.2.330

고장 검출 필터를 사용한 항공기 터보팬 엔진 시스템의 고장 검출
Fault Detection of Aircraft Turbofan Engine System Using a Fault Detection Filter 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.25 no.2, 2021년, pp.330 - 336

배준형 (School of Electronic and Electrical Engineering, Daegu Catholic University)

초록
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하드웨어 이중화 구성 수를 줄이는 대표적인 방법은 마이크로컨트롤러로 고장을 검출, 식별 및 수용을 위한 해석적 기법으로 구현하는 것이다. 본 논문에서는 해석적 기법 중 하나인 고장 검출 필터를 항공기 터보팬 엔진 시스템에 적용하였다. 고장 검출 필터는 특수한 형태의 관측기로써 특정한 고장 발생시 잔차가 출력 공간에서 일정한 방향을 유지함으로써 고장의 위치 판별이 가능한 장점이 있다. 이에 본 논문에서는 터보팬 엔진 내 공기 터빈 시스템의 단일 입출력 동적 시스템 모델링, 고장 검출 필터 설계 및 이를 적용한 모의실험 결과를 나타내었다. 모의실험 결과를 통해 고장 검출 필터가 갖는 방향성에 대한 민감성 효과로 고장 검출이 유효하게 적용될 수 있음을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

A typical way to reduce the number of hardware redundancy configurations is to implement them as analytical techniques for detecting, identifying and accepting failures with micro-controller. In this paper, one of the analytical techniques, the fault detection filter, is applied to aircraft turbofan engine system. The fault detection filter is a special type of observer that has the advantage of being able to determine the location of failures by maintaining a constant direction in the output space in the event of a particular failure. We present a single input/output dynamic system modeling of air turbine system in turbofan engine, a fault detection filter design, and simulation results applying it. Simulation results show that fault detection can be effectively applied as a sensitivity effect to the directionality of the detection filter.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Block Diagram of Fault Detection Filter. 그림 1. 고장 검출 필터 블록 다이어그램
그림 Fig. 2. Air Turbine System. 그림 2. 공기 터빈 시스템
그림 Fig. 3. Block Diagram of Air Turbine System with Fault Detection Filter. 그림 3. 공기 터빈 시스템과 고장 검출 필터 블록 다이어그램
그림 Fig. 4. Pressure Regulator Output and Residual Error (Normal). 그림 4. 압력 레귤레이터 출력과 잔차(정상 상태)
그림 Fig. 5. Tachometer Output and Residual Error (Normal). 그림 5. 타코미터 출력과 잔차(정상 상태)
그림 Fig. 6. Pressure Regulator Output and Residual Error (Failure). 그림 6. 압력 레귤레이터 출력과 잔차(고장 시)
그림 Fig. 7. Tachometer Output and Residual Error (Failure). 그림 7. 타코미터 출력과 잔차(고장 시)

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