Diagnóstico de fallas de helicópteros no tripulados basado en redes Petri.

Autores/as

  • Miguel A. Trigos Universidad del Valle
  • Antonio Barrientos Universidad Politécnica de Madrid
  • Jaime del Cerro Universidad Politécnica de Madrid

DOI:

https://doi.org/10.33304/revinv.v08n2-2016010

Palabras clave:

Diagnostico Erróneo, Redes Petri, LabVIEW, UAVs, Sistema de adquisición de datos DAQ, Helicóptero

Resumen

Este trabajo presenta una aplicación de Diagnóstico de fallas basada en Redes Petri (PN) aplicada a un pequeño helicóptero no tripulado. El primer paso de la investigación es la construcción del modelo y el diagnóstico para el helicóptero mediante el uso de PN. Se ha diseñado y construido un Sistema de adquisición de datos (DAQ) para proporcionar al PN Diagnoser los datos durante los vuelos. Las misiones se han llevado a cabo con la aeronave configurada para volar en operación normal y de falla. Por lo tanto, varias fallas comunes se generaron intencionalmente durante los vuelos de prueba. Esta aplicación le permite al operador realizar el monitoreo de la salud del vehículo aéreo para evitar daños mayores en caso de accidente. Las variables del vehículo se monitorean y los umbrales son adecuados para el UAV definido. También se incluye un resumen de los resultados de validación obtenidos durante las pruebas reales de vuelo. Un uso extensivo de esta herramienta permitiría mejorar los protocolos de mantenimiento preventivo para vehículos aéreos no tripulados y establecer recomendaciones en los reglamentos. Los accidentes de vehículos aéreos no tripulados implican no solo un alto costo económico, sino también graves restricciones para realizar vuelos sobre áreas pobladas. Este trabajo integra Diagnóstico de fallas desde el punto de vista teórico y práctico. El uso del diagnosticador mediante redes Petri se considera un enfoque novedoso.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Miguel A. Trigos, Universidad del Valle

Ingeniero Electrónico, Universidad del Valle. PhD Automática y Robótica, Universidad Politécnica de Madrid. Investigador del grupo: Centro de Automática y Robótica. Universidad Politécnica de la ciudad de Madrid (España)

Antonio Barrientos, Universidad Politécnica de Madrid

Ingeniero Industrial, Universidad Politécnica de Madrid. PhD Automática y Robótica, Universidad Politécnica de Madrid. Docente-Investigador del grupo: Centro de Automática y Robótica. Universidad Politécnica de la ciudad de Madrid (España):

Jaime del Cerro, Universidad Politécnica de Madrid

Ingeniero Industrial, Universidad Politécnica de Madrid. PhD Automática y Robótica, Universidad Politécnica de Madrid. Docente-Investigador del grupo: Centro de Automática y Robótica. Universidad Politécnica de la ciudad de Madrid (España).

Citas

Bateman, F., Noura, H. and Ouladsine, M., (2011) “Fault Diagnosis and Fault-Tolerant Control Strategy for the Aerosonde UAV,” Journal of Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on, vol.47, no.3, pp.2119,2137, July 2011. doi: 10.1109/TAES.2011.5937287

Cabasino, M., Giua, A., and Seatzu, C., (2010). “Fault detection for discrete event systems using Petri nets with unobservable transitions”. Journal of Automatica 46, 9 (September 2010), 1531-1539. DOI=10.1016/j. automatica.2010.06.013 http://dx.doi.org/10.1016/j.automatica.2010.06.013

David, R, and Hassane A., Discrete, Continuous, and Hybrid Petri Nets. Springer Science & Business Media, 2010.

Davoodi, M.R., Khorasani, K., Talebi, H.A. and Momeni, H.R., (2013) “A robust semi‐decentralized fault detection strategy for multi‐agent systems”, International Journal of Intelligent Unmanned Systems,

pp 21-35, Doi 10.1108/20496421311298125, 2013, available in: http://www.emeraldinsight.com/doi/abs/10.1108/20496421311298125.

Drozeski, G., Saha, B. and Vachtsevanos, G. (2005), “A fault detection and reconfigurable control architecture for unmanned aerial vehicles”, Proceedings of Aerospace Conference, 2005, IEEE. DOI: 10.1109/AERO.2005.1559597, 2005.

Freeman, P. M. (2014). Reliability assessment for lowcost unmanned aerial vehicles (Order No. 3684180). Available from ProQuest Dissertations and Theses A&I: The Sciences and Engineering Collection. (1659817259). Retrieved from http://search.proquest.com/docview/1659817259?accountid=14712.

González, O. and Cerrada, M. (2014), “Diagnosis of controlled discrete event systems: An approach based on chronicles and modular analysis by using automata models”. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial 11 (2014) 191–201 Vol. 11. Núm. 02. Julio 2014.

Hayhurst, K., Maddalon, J. and Miner, P. (2006), “Unmanned aircraft hazards and their implications for regulation”, Proceedings of the 25th Digital Avionics Systems Conference, NASA Langley Research Center, Hampton, Inc., Eastsound, WA, October 2006.

Hughes, David, February 12, (2007), “A Second Kitty Hawk?” Aviation Week and Space Technology, pp. 49-55.

Jagadish, C., Chang, B.-C., (2011). Fault-tolerant attitude computation for unmanned aerial vehicles. Transactions of the Institute of Measurement & Control 33, 752–779. doi:10.1177/0142331209342210.

Liu, J., Chen, K. and; Wang, Z. (2011), “Fault analysis for flight control system using weighted fuzzy petri nets”. Journal of Convergence Information Technology, Volume 6, Number 3. March 2011.

Gaujens, A., A. Benini, A. Mancini, and S. Longhi., (2014) “Testing of Cooperative Tasks for Unmanned Aerial and Ground Platforms.” Proceedings of In 2014 IEEE/ASME 10th International Conference on Mechatronic and Embedded Systems and Applications (MESA), 1–6, 2014. doi:10.1109/MESA.2014.6935621.

Heredia, G, and Ollero. A, (2011), “Detection of Sensor Faults in Small Helicopter UAVs Using Observer/Kalman Filter Identification.” athematical Problems in Engineering 2011 (September 21, 2011): e174618. doi:10.1155/2011/174618.

Lefebvre, D., (2014) “On-Line Fault Diagnosis With Partially Observed Petri Nets,” Automatic Control, IEEE Transactions on, vol.59, no.7, pp.1919, 1924, July 2014. doi: 10.1109/TAC.2013.2294617.

National RPAS Regulations. (2015), available online: https://www.eurocontrol.int/articles/national-rpasregulations (accessed on 23 January 2015).

Qi, X., Theilliol, D., Qi, J., Zhang, Y., Han, J., Song, D., Wang, L. and Xia, Y. (2013), “Fault diagnosis and fault tolerant control methods for manned and unmanned helicopters: A Literature Review”. Proceedings of Conference on Control and Fault-Tolerant Systems (SysTol). Nice, France, October 9-11, 2013.

Samar, S., Gorinevsky, D. and Boyd, S. (2006), “Embedded estimation of fault parameters in an unmanned aerial vehicle”, Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Control Applications, Munich, Germany, October 4-6, 2006.

Samy, I.; Postlethwaite, I.; Gu, D.-W.; Fan, I.S., (2010) “Detection of multiple sensor faults using neural networks- demonstrated on a unmanned air vehicle (UAV) model,” Control 2010, UKACC International Conference on , vol., no., pp.1,7, 7-10 Sept. 2010. doi:10.1049/ic.2010.0403

Trigos M., Barrientos, A., Del Cerro, J. and; Lopez, H. (2009), “Modelling and fault diagnosis by means of petri nets. Unmanned aerial vehicle application”, In Book Petri Nets, Theory and Applications, Editorial IN-TECH Austria. 2009. pp 353-378.

Trigos, M. and Garcia, E. (2008), “Fault diagnosis and modelling of the liquids packaging process. A research based on petri nets”, in Proceedings of 10th IEEE International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, Hanoi – Vietnam. 2008.

Wu, C., Qi, J., Song, D., Qi, X. and Han, J., (2015). Simultaneous state and parameter estimation based actuator fault detection and diagnosis for an unmanned helicopter. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science, 25(1), pp. 175-187. Retrieved 8 Apr. 2015, from doi:10.1515/amcs-2015-0013

Zhao, F., Koutsoukos, X., Haussecker, H., Reich, J. and Cheung, P. (2005), “Monitoring and Fault Diagnosis of Hybrid Systems”, Proceedings of IEEE Transaction, Actions on Systems, Man, and Cybernetics-: Cybertnetics, 2005. Vol. 35, no. 6.

Descargas

Publicado

2017-02-12

Cómo citar

Trigos, M. A., Barrientos, A., & del Cerro, J. (2017). Diagnóstico de fallas de helicópteros no tripulados basado en redes Petri. I+D Revista De Investigaciones, 8(2), 91–103. https://doi.org/10.33304/revinv.v08n2-2016010

Número

Sección

Articulos-V8