Robuste modellbasierte Fehlerdiagnose an elastischen Rotoren unter Berücksichtigung der Gyroskopie

Die modellbasierte Fehlerdiagnose an gyroskopiebehafteten Rotorsystemen ist bestimmt durch Herausforderungen infolge von drehzahlabhängigem Systemverhalten, Modellunsicherheiten sowie Störungen wie Unwucht und Schlag. Es besteht die Gefahr, dass diese Einflüsse fälschlicherweise als Fehler diagnostiziert werden. Um auch unter Berücksichtigung von Gyroskopie, Modellunsicherheiten und Störungen eine hohe Fehlerdiagnoseperformance zu erzielen wird in dieser Arbeit eine geeignete Strategie entwickelt.In der Strategie werden die Einflüsse von Gyroskopie, Modellunsicherheiten und Störungen zu "unbekannten Eingängen" mit äquivalenter Auswirkung auf die Systemausgänge zusammengefasst. Im anschließenden Fehlerdiagnoseprozess werden Residuen, welche abhängig von auftretenden Fehlern, jedoch weiterhin unabhängig von den unbekannten Eingängen sind, ermittelt. Diese eignen sich, um Abweichungen infolge von Fehlern eindeutig zu erkennen.Um unbekannte Eingänge im Modell zu erfassen, wird über den Abgleich eines nominellen Modells mit Messungen die erforderliche Verteilungsmatrix der unbekannten Eingänge bestimmt. Weiterhin werden Fehlerdiagnosemethoden, die Robustheit gegen unbekannte Eingänge aufweisen, verglichen und angewandt. Ebenso werden Methoden zur Fehlerisolation und -identifikation in dieser Arbeit untersucht. Im Speziellen wird ein erweiterter Beobachter vorgestellt, der Fehlergrößen in Echtzeit beobachten kann und sich somit zur Überwachung von Unwuchtänderungen infolge von Fehlern bzw. zum Unwuchtmonitoring eignet.