다중 트림 상태를 고려한 소형 터보샤프트 엔진의 센서 고장 검출

Sensor Fault Detection for Small Turboshaft Engine Considering Multiple Trim Conditions

다중 트림 상태에서 헬리콥터용 소형 터보샤프트 엔진에 부착된 센서의 고장을 검출하기 위한 방법을 제시한다. 먼저 헬리곱터의 엔진, 로터, 되먹임(feedback) 제어루프가 포함된 비선형 모델을 구하고 다중 트림 상태에서의 선형 모델을 추출하였다. 고장 검출 방법은 칼만필터에 기반한 방법을 채용하였는데 트림 상태가 변화할 때에 필터의 추정값이 연속적으로 변화하도록 상태변수 초기값을 재구성하였다. 또한 어떠한 센서가 고장이 일어났는지 구분할 수 있도록 어떤 센서의 고장을 검출한 다음 문제가 없는 경우 다음 센서의 고장 검출을 수행하는 단계적인 방법을 사용하였다. 시뮬레이션을 통하여 제시한 방법이 다중 트림 상태에서 각 센서의 고장을 잘 검출함을 보였다.

A sensor fault detection method for small turbo shaft engine considering multiple trim conditions is proposed. This engine is used in a helicopter. Firstly, under multiple trim conditions, we derive the linearized models from a nonlinear model which includes engine, rotor and feedback control loop. As a fault detection method, we adopt the Kalman filter based method. To keep continuity of estimates between the changes of trim conditions, we reconfigure the initial values of state variables at trim changes. We detect the faults with two steps that when the first filter does not alarm the faults for some sensors, the second filter is runned for other sensor. Via some simulations we show that the proposed method works well under multiple trim conditions.