Detecção e diagnóstico de falhas em sensores e atuadores da plataforma multi-missão

• Ano de defesa: 2007
• Autor(a) principal: Alexandre Carvalho Leite
• Orientador(a): Marcelo Lopes de Oliveira e Souza
• Banca de defesa: Adenilson Roberto da Silva, Petrônio Noronha de Souza, Adilson de Jesus Teixeira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
• País: BR
• Resumo em Inglês: This work presents methods and techniques for Fault Detection and Diagnosis on the ACS of the MMP; specifically, faults in sensors (gyros) and actuators (reaction wheels). A general overview of the MMP ACS is provided. Subsequently, some fault modes are defined (together with its fault models) as case studies. Four fault modes for each of three reaction wheels, and another four for each of three gyro. Then, Fault Detection techniques are presented as applied to the method of Residual Generation; and, among these techniques, only one is selected. The next step is to introduce Fault Diagnosis techniques reusing some Fault Detection results. All other simulations consider an environment in the presence of uncertainties, which arise robustness questions in FDD, suitably discussed in the context of this work. All these techniques permit the execution of the main case study (Fault Detection and Diagnosis in Sensors and Actuators of the MMP). This application is done by means of virtual time simulation with the MATRIXx/SystemBuild environment reusing the simulator of the nominal operation mode, developed in previous works. Finally, the application of the techniques is verified and validated by means of hardware-in-the-loop simulation, where an interesting adaptive model reference control problem arises for the emulation of the reaction wheel physical model. The results, in general, are satisfactory and provide many parts of an FDD complete development project.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m17@80/2007/12.07.10.48

Este trabalho apresenta métodos e técnicas para Detecção e Diagnóstico de Falhas no SCA da PMM; especificamente, falhas em sensores (giroscópios) e atuadores (rodas de reação). Uma visão geral do SCA da PMM é fornecida. Posteriormente, são definidos alguns modos de falha (em conjunto com seus respectivos modelos matemáticos) como casos de estudo. Quatro modos de falha para cada uma das três rodas de reação e outros quatro para cada um dos três giroscópios. Em seguida, são apresentadas técnicas de Detecção de Falhas aplicadas ao método de Geração de Resíduos; e, dentre as técnicas apresentadas, uma é selecionada. Posteriormente, uma técnica de Diagnóstico de Falhas é introduzida aproveitando os resultados da fase anterior de detecção. Todas as simulações consideram um ambiente com presença de incertezas, o que levanta a questão de robustez em DDF, adequadamente discutida no contexto deste trabalho. De posse de todas as técnicas, é feita uma aplicação no caso em estudo (Detecção e Diagnóstico de Falhas em Sensores e Atuadores da PMM). Esta aplicação é feita por simulação em tempo virtual no ambiente MATRIXx/SystemBuild reutilizando o simulador do modo normal de operação de trabalhos anteriores. Finalmente, a aplicação das técnicas é verificada e validada por simulação com hardware na malha, onde surge um problema interessante de controle adaptativo por modelo de referência para emulação do modelo físico da roda de reação. Os resultados, no geral, são satisfatórios e apresentam grande parte do projeto completo de um SDDF.