-
شماره ركورد
30265
-
پديد آورنده
علي نكونام
-
عنوان
عيبيابي توربين گاز صنعتي با بكارگيري ماشين يادگيري حدي با مكانيزم جبران ساز
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
-
سال تحصيل
1396
-
تاريخ دفاع
1402/06/20
-
استاد راهنما
مرتضي منتظري قهجاورستاني
-
دانشكده
مهندسي مكانيك
-
چكيده
حجم عظيم دادههاي دريافتي از توربين گازي و مسائل مربوط به ذخيرهسازي دادهها، در دسترس نبودن اندازهگيريها در بخشهاي داغ و وجود نويز اندازهگيري از جمله چالشهاي اساسي در توسعه سامانه عيبيابي عملكردي براي توربين گاز است. به بيان ديگر علاوه بر توانايي رويارويي با نويز، سيستم تشخيصي ميبايست بتواند با حداقل تعداد ورودي كار كند و همچنين قابليت يادگيري مجدد را با دسته دادههاي محدود داشته باشد. جهت نيل به اين اهداف در اين پژوهش براي اولينبار نوعي شبكه عصبي با ساختار عميق تحت عنوان ماشين يادگيري حدي با مكانيزم جبران ساز عميق جهت تشخيص عيب رسوب گرفتگي و فرسايش بكار گرفته شده، سپس در مرحله بعد به مدلي با قابليت يادگيري افزايشي ارتقاء داده شده است. جهت پيادهسازي ايده مطرح شده، ابتدا توربين گاز مورد مطالعه، IGT25، به كمك جعبه ابزار T-mats به لحاظ ترموديناميكي مدل شده، سپس افتهاي عملكردي تحت عيوب رسوب گرفتگي و فرسايش و با درنظرگرفتن نويز داده، شبيهسازيشده است. در بخش ديگري از تحقيق، پارامترهاي بهينه جهت برپايي سيستم عيبيابي به كمك الگوريتم پيشنهاد شده VLGA-ELM با حداقل تعداد انتخاب شده است. در ادامه با برپايي سيستمهاي عيبياب مبتني بر ماشين يادگيري حدي با مكانيزم جبرانساز و مدل عميق شدهي آن و مقايسه با برخي رويكردهاي متداول، مشخص شد كه سيستم عيبيابي مبتني بر ماشين يادگيري حدي با مكانيزم جبران ساز عميق در مواجهه با نويز عملكرد مناسبي از خود نشان داده و مقاوم عمل ميكند ضمن اينكه سرعت آن در فرايند يادگيري نسبت به روشهاي بررسي شده غير مبتني بر ماشين يادگيري حدي بالاتر است. نتايج تحقيق نشان داد كه مدل پيشنهادي در دادههاي نويزي دقت بالاي 97 درصد را ارائه ميدهد. همچنين شاخص F1 براي سيستم عيب ياب بيش از 98 درصد بدست آمد و ميانگين شاخصهاي FNR و FPR به كمتر از 5/2 درصد رسيد. در نهايت پس از ارزيابيهاي صورتگرفته، سيستم عيبياب توسعه داده شده در يك چارچوب اينترنت اشيا، مبتني بر بستر پيادهسازي ThingSpeak مورد بهرهبرداري قرار گرفته است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/10/02
-
عنوان به انگليسي
Fault Diagnosis of an Industrial Gas Turbine Using Residual Compensation Extreme Learning Machine
-
تاريخ بهره برداري
9/10/2024 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
علي نكونام
-
چكيده به لاتين
The massive volume of data received from gas turbines and issues related to data storage, the unavailability of measurements in hot sections, and the presence of measurement noise are among the fundamental challenges in developing a fault diagnosis system for gas turbines. Therefore, to detect the gas path faults, a system must be developed that, above all, has the capability to confront noise, can operate with a minimum number of measurements, and also has the capability of retraining with limited datasets. To achieve these goals, in this research, a type of neural network known as the Deep Residual Compensation Extreme Learning Machine (DRCELM) has been employed for the first time to detect fouling and erosion. Then, in the next stage, it has been enhanced to Deep Residual Compensation Online Sequential Extreme Learning Machine (DRC-OSELM) with incremental learning capability. To implement the proposed idea, initially, the IGT25 gas turbine under study was thermodynamically modeled using the T-mats toolbox. Subsequently, performance degradation under fouling and erosion faults was simulated, considering data noise. In another part of the research, the optimal parameters for setting up the fault detection system were selected using the proposed VLGA-ELM algorithm. Subsequent to establishing fault diagnosis systems based on compensatory extreme learning machines and their deep models, and comparing them with conventional approaches, it was revealed that the compensatory extreme learning machine-based fault detection system outperforms other methods. It operates more robustly in the presence of data noise, and its learning speed is higher compared to non-compensatory extreme learning machine-based methods. The research findings indicate that the model achieves high accuracy of over 97% in noisy data. Additionally, an F1 score exceeding 98% was obtained, and the average false negative rate (FNR) and false positive rate (FPR) were both less than 2.5%. Finally, after conducting the evaluations, the developed fault detection system was integrated within an Internet of Things framework using the ThingSpeak platform.
-
كليدواژه هاي فارسي
سيستم تشخيص و شناسايي عيب , عيوب مسير گاز , توربين گاز صنعتي , ماشين يادگيري حدي با مكانيزم جبرانساز عميق , ماشين يادگيري حدي برخط با مكانيزم جبران ساز عميق , اينترنت اشيا
-
كليدواژه هاي لاتين
Fault detection and identification system , Gas path faults , Industrial gas turbine , Deep residual compensation extreme learning machine , Deep residual compensation online sequential extreme learning machine , Internet of things
-
Author
Ali Nekoonam
-
SuperVisor
Morteza Montazeri-Gh
-
لينک به اين مدرک :