17685

17685

طراحي و شبيه سازي الگوريتم هاي آشكارسازي و جداسازي عيب براي چرخ هاي عكس العملي ماهواره با استفاده از روش هاي مبتني بر سيگنال

كارشناسي ارشد

كنترل

اسفندماه 1395

دكتر حسين بلندي

دكتر مصطفي عابدي

برق

چرخ عكس العملي يكي از عملگرهاي پركاربرد در زيرسيستم كنترل وضعيت ماهواره است. با توجه به اهميت اين عملگر و اجتناب ناپذير بودن بروز عيب در آن تشخيص و اصلاح عيب در اين وسيله كاملا ضروري است. ساختار چرخ عكس العملي در حالت كلي به دو بخش الكترومكانيكي و برد الكترونيك تقسيم بندي مي شود. در اين پايان نامه هدف، آشكارسازي و جداسازي برخي عيوب موجود در بخش الكترومكانيكي شامل عيب هاي روتور، استاتور و ياتاقان با استفاده از روش هاي مبتني بر سيگنال است. براي اين منظور ابتدا مدل دقيقي از چرخ عكس¬العملي توسعه داده شده است. سپس با اعمال عيوب مورد نظر و دريافت سيگنال جريان استاتور از مدل شبيه سازي شده و استخراج ويژگي هاي آن با برخي روش هاي مبتني بر سيگنال، اين عيوب تشخيص داده شده اند. براي تشخيص عيوب روتور از روش تبديل فوريه زمان كوتاه استفاده شده است كه اين روش فركانس هايي كه با رخ دادن اين عيوب در سيگنال جريان ظاهر مي شود را به خوبي متمايز كرده است. براي تشخيص عيب اتصال كوتاه سيم پيچ استاتور نيز از روش هاي تبديل فوريه، تبديل موجك پيوسته و تبديل موجك گسسته استفاده شده است. روش هاي تبديل فوريه و تبديل موجك پيوسته به قسمت ماناي سيگنال جريان اعمال شده اند اما روش تبديل موجك گسسته سيگنال جريان را در هر دو حالت گذار و مانا مورد بررسي قرار داده و پاسخ مناسبي هم ارائه كرده است. جهت تشخيص عيب ياتاقان داده هاي لرزش ناشي از اين عيب با روش تبديل موجك گسسته مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته اند. عيوبي كه معرفي شد هركدام باعث ايجاد تاثيراتي در فركانس هاي سيگنال هاي جريان استاتور و لرزش و ... مي شوند كه اين تاثيرات شامل ايجاد هارمونيك هاي فركانسي در سيگنال هاي بيان شده مي شود. با اعمال روش هاي مبتني بر سيگنال به سيگنال هاي ذكرشده مي توان هارمونيك هاي فركانسي ايجادشده را تشخيص داد و با مقايسه اين هارمونيك ها با هارمونيك هاي موردانتظار براي اين عيوب وقوع عيب را تشخيص داد.

1396/04/24

1/1/1900 12:00:00 AM

Since reaction wheel is one of the important actuators in satellite attitude control subsystem, the issues of fault diagnosis and fault tolerance are very essential in this element. Reaction wheel’s structure consists of two parts: electromechanical part and electronic board part. The purpose of this research is fault detection and isolation of electromechanical part including rotor, stator and bearing. Fault diagnosis is carried out using signal based methods. To reach this goal, at first, accurate model of reaction wheel is developed. Then by applying the fault and receiving the stator current of simulated model, fault diagnosis is done using signal based methods. For rotor fault diagnosis short time Fourier transform (STFT) has been used. This method distinguishes the fault frequencies that occur in stator current effectively. For detecting stator inter-turn fault, fast Fourier transform (FFT), continuous wavelet transform (CWT) and discrete wavelet transform (DWT) methods have been employed. Moreover, for bearing faults, vibration data due to these faults have been analysed using discrete wavelet transform method. The faults that introduced cause to effects on frequencies of current and vibration signals. By applying the signal based methods, frequency harmonics of faults in received signals is revealed. By comparing these frequency harmonics in faulty and healthy state, fault is diagnosed.