International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제6권2호
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pp.76-83
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2005
Thrusters are important actuators where air is rare. Since the maintenance or replacement of thrusters is not easy in such an environment, a thrusting system must be highly reliable. Redundant thrusters are used to meet the reliability requirement. In this paper, a reconfiguration problem for those redundant thrusters is discussed, especially the management or distribution logic of redundant thrusters is focused on. The logic has to be changed if faults occur at thrusters. Reconfiguration is to change the distribution logic to accommodate thrusters' faults. The authors propose a reconfiguration algorithm based on the linear programming method. The authors define the reconfiguration problem as an optimization problem. The performance index is a quantity related with total fuel consumption by thrusters. This algorithm can accommodate multiple faults. Numerical examples are given to show the advantage of the proposed algorithm over existing methods.
본 논문에서는 불완전명세(incompletely-specified)를 가진 상태전이그래프(state transition graph: STG)상에서 리던던트 고장(redundant faults)수를 줄여 테스트를 용이하게 하기 위한 새로운 동기 순차회로의 합성방법을 제안한다. 이 STG 합성법에는 1) 구별전이(distinguishable transition)을 이용하여 무정의상태(undefined states)와 불완전명세된 입력전이를 추가하고, 2) 가능한 한 강연결(strongly-connected)이 되도록 하는 방법을 사용한다. 제안된 방법을 이용하여 MCNC 벤치마크 회로에 대해 실험한 결과, 대부분의 회로에 대해 무해 고장의 수가 현격히 줄어들어 높은 고장검출을 얻었다.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제5권3호
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pp.329-336
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2007
This paper considers a fault accommodation problem for inertial navigation systems (INS) that have redundant inertial sensors such as gyroscopes and accelerometers. It is wellknown that the more sensors are used, the smaller the navigation error of INS is, which means that the error covariance of the position estimate becomes less. Thus, when it is decided that double faults occur in the inertial sensors due to fault detection and isolation (FDI), it is necessary to decide whether the faulty sensors should be excluded or not. A new accommodation rule for double faults is proposed based on the error covariance of triad-solution of redundant inertial sensors, which is related to the navigation accuracy of INS. The proposed accommodation rule provides decision rules to determine which sensors should be excluded among faulty sensors. Monte Carlo simulation is performed for dodecahedron configuration, in which case the proposed accommodation rule can be drawn in the decision space of the two-dimensional Cartesian coordinate system.
Nozadian, Mohsen Hasan Babayi;Zarbil, Mohammad Shadnam;Abapour, Mehdi
Journal of Power Electronics
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제16권4호
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pp.1426-1437
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2016
In different industrial and mission oriented applications, redundant or standby semiconductor systems can be implemented to improve the reliability of power electronics equipment. The proper structure for implementation can be one of the redundant or standby structures for series or parallel switches. This selection is determined according to the type and failure rate of the fault. In this paper, the reliability and the mean time to failure (MTTF) for each of the series and parallel configurations in two redundant and standby structures of semiconductor switches have been studied based on different failure rates. The Markov model is used for reliability and MTTF equation acquisitions. According to the different values for the reliability of the series and parallel structures during SC and OC faults, a comprehensive comparison between each of the series and parallel structures for different failure rates will be made. According to the type of fault and the structure of the switches, the reliability of the switches in the redundant structure is higher than that in the other structures. Furthermore, the performance of the proposed series and parallel structures of switches during SC and OC faults, results in an improvement in the reliability of the boost dc/dc converter. These studies aid in choosing a configuration to improve the reliability of power electronics equipment depending on the specifications of the implemented devices.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제13권3호
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pp.398-404
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2012
A fault detection process is necessary for high integrity systems like satellites, missiles and aircrafts. Especially, the satellite has to be expected to detect faults autonomously because it cannot be fixed by an expert in the space. Faults can cause critical errors to the entire system and the satellite does not have sufficient computation power to operate a large scale fault management system. Thus, a fault detection method, which has less computational burden, is required. In this paper, we proposed a modified PCA (Principal Component Analysis) as a powerful fault detection method of redundant IMU (Inertial Measurement Unit). The proposed method combines PCA with the parity space approach and it is much more efficient than the others. The proposed fault detection algorithm, modified PCA, is shown to outperform fault detection through a simulation example.
We consider a double faults detection and isolation problem using modified extended parity space approach for inertial measurement unit which use redundant inertial sensors. A redundant IMU which has a hardware redundant is composed of the cone shape because it is good for fault detection and isolation. We analyze the type of double faults and the reason why fault isolation performance is low. We propose modified extended parity space approach method using EPSA and the difference of sensor data.
In this paper, we propose a novel robust fault isolation filter design method using the left eigenstructure assignment scheme proposed by the authors. The proposed method guarantees that the ${\gamma}$ simultaneous faults can be isolated when the number of available outpur measurements is ${\gamma}$. Moreover, if there exist redundant output measurements, the eigenvaluses of te filter system can be assigned to the desired position or the filter can be designed robustly to, the system parameter variation. Liu & Si developed a filter design method which has the same purpose, fault isolation. However their method cannot use the redundant freedom of the output matrix C. The proposed filter can use the redundant freedom of the matrix C effectively. Beside this in this paper, an eigenstructure assignment methodology that satisfies the required fault isolation conditions is also proposed. The proposed fault isolation filter was applied for isolating the simultaneous faults to a VTOL aircraft in order to verify the fault isolation performance.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제5권2호
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pp.155-160
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2007
A fault detection and isolation (FDI) problem is considered for inertial sensors, such as gyroscopes and accelerometers and a new FDI method for double faults is proposed using reduced-order parity vector. The reduced-order parity vector (RPV) algorithm enables us to isolate double faults with 7 sensors. Averaged parity vector is used to reduce false alarm and wrong isolation, and to improve correct isolation. The RPV algorithm is analyzed by Monte-Carlo simulation and the performance is given through fault detection probability, correct isolation probability, and wrong isolation probability.
We consider inertial navigation system (INS) sensor redundancy and propose a method which uses singular value decomposition to detect and isolate faults when even two sensors have faults simultaneously. When redundant sensor configuration is given, such as symmetric configuration in INS, the range space and null space of configuration matrix are determined. We use null space of configuration matrix and define 21 reference fault vectors which include 6 one-fault vectors and 15 two-fault vectors. Measurements are projected into null space of measurement matrix and compared with 21 normalized reference fault vectors, which determines fault detection and isolation.
We consider a fault detection and isolation problem for inertial navigation systems which use redundant inertial sensors. We propose a FDI method using average of multiple parity vectors which reduce false alarm and wrong isolation, and improve correct isolation. We suggest the number of redundant sensors required to isolate simultaneous faults. The performance of the proposed FDI algorithm is analyzed by Monte-Carlo simulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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