Naslov Okvir za praćenje i prihvaćanje dijagnostičkih signala mehaničkog sustava pomoću Bayesove analize
Naslov (engleski) A framework for monitoring and accepting diagnostic signals of mechanical system in Bayesian analysis
Autor Stipe Perišić
Mentor Jani Barle (mentor)
Član povjerenstva Branimir Lela (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Damir Vučina (član povjerenstva)
Član povjerenstva Srđan Podrug (član povjerenstva)
Član povjerenstva Hinko Wolf (član povjerenstva)
Član povjerenstva Ivan Tomac (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Splitu Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje (Zavod za proizvodno strojarstvo) Split
Datum i država obrane 2021-04-30, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana TEHNIČKE ZNANOSTI Strojarstvo Opće strojarstvo (konstrukcije)
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 621 - Strojarstvo. Nuklearna tehnika. Strojevi
Sažetak U ovom radu prezentirana je primjena Bayesove analize u okviru postupka održavanja po stanju. Ovaj postupak provodi se kroz dvije međusobno ovisne faze, dijagnostiku i prognostiku. Pokazano je da obje faze treba opisati distribucijom. Poseban naglasak stavljen je na dijagnostičku fazu odnosno pronalazak povoljnog indikatora tehničke ispravnosti. Indikator tehničke ispravnosti je neka mjerljiva veličina koja je dobro korelirana s procesom oštećenja i monotonog je karaktera. U dijagnostičkom bi se okviru ova veličina trebala utvrditi za vrijeme rada sustava bez praćenja opterećenja. U radu je predloženo prigušenje sustava kao indikator tehničke ispravnosti. Promjene ove svojstvene vrijednosti često su direktno povezane s procesima oštećenja. Objašnjeni su nedostatci izbora ovakvog indikatora, prije svega što nije direktno mjerljiva veličina, pa je potrebna posebna i često složena obrada signala, koja u uvjetima nepoznatog opterećenja predstavlja izazov. Rješenje je ponuđeno unutar Bayesovog okvira uz prethodnu obradu signala tehnikom slučajnog dekrementa. Ova tehnika omogućava rekonstrukciju slobodnog istitravanja na temelju dugačkog odziva sustava. Procjena se stanja tada dobije tako da se parametar od interesa procijeni na jednostavnom dinamičkom modelu. Sve je ovo moguće ostvariti sa samo jednim senzorom. Kako ova tehnika neće uvijek dobro rekonstruirati odziv, razvijen je kriterij prihvaćanja dijagnostičkog signala. Ova vrijednost direktno proizlazi iz Bayesovog okvira što je čini jednostavnom za primjenu. Dodatna je prednost ovog udruživanja tehnike slučajnog dekrementa i Bayesove analize korekcija rekonstruiranog istitravanja. Pokazano je kako se rezultati Bayesove analize mogu iskoristiti za procjene preostalog vijeka trajanja i koje se veličine trebaju uzeti u obzir prilikom određivanja granice ispravnosti. Da bi se prezentirani matematički okvir provjerio na stvarnom signalu, razvijen je i detaljno verificiran eksperimentalni postav drugog reda sa zračnim ležajem. Ovaj postav ima zanemarivo mali unutarnji otpor, a parametri sustava jednostavno se mijenjaju i kontroliraju, posebice prigušenje. Pokazano je kako se ovaj postav može iskoristiti za postavljanje složenijih eksperimentalnih modela.
Sažetak (engleski) In this thesis, the application of Bayesian analysis within the condition-based maintenance framework is presented. This maintenance procedure is performed through two phases, diagnostics, and prognosis. Each phase requires distribution as a model. Special emphasis was on the diagnostic phase, i.e. finding suitable technical indicator. A technical indicator is some measurable physical value, that is well correlated with the damage process and is monotonous. In the diagnostic framework, this value should be detected during system operation without load monitoring. Therefore, in this paper, system damping is proposed as a technical indicator. This value is directly correlated to damage, but it is measured indirectly, and therefore it requires additional signal processing. This inherent value is often directly related to damage processes. The shortcoming is that is not a directly measurable quantity, thus special and often complex signal processing is required. This is particularly demanding under unknown load conditions. The solution to the above-mentioned problems is found within the Bayesian framework and pre-processing the signal by the random decrement technique. This technique reconstructs the free decay signals just based on sufficiently long system response. Then, by estimating the damper on a simple dynamic model the system condition is estimated. All this can be achieved with just one sensor. This technique will not always reconstruct the response properly, so a diagnostic signal acceptance criterion is developed. This value is derived directly from the Bayesian analysis, which makes it easy to implement. An additional advantage of this combination, random decrement technique, and Bayesian analysis is the free decay reconstruction correction. Also, it is explained how these results can be used to estimate the remaining useful life within the same framework. In order to test this framework on the real signal, a second-order mechanical experimental setup with an air bearing was developed and verified in detail. A key feature of the setup is minimal internal resistance that does not affect the result and derived conclusions. Also, system parameters are easy to change and control, especially damping. It is shown how this setup can be used to set up more complex experimental models.
Ključne riječi
Održavanje po stanju
tehnička dijagnostika
Bayesova analiza
slučajni dekrement
prigušenje
preostali životni vijek
zračni ležaj
Ključne riječi (engleski)
Condition based maintenance
technical diagnostics
Bayesian analysis
random decrement
damping
remaining useful life
air bearing
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:179:897318
Datum promocije 2021
Studijski program Naziv: Strojarstvo Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: poslijediplomski doktorski Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje tehničkih znanosti, polje strojarstvo (dr. sc.)
Vrsta resursa Tekst
Opseg 118 str.
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Pristup korisnicima matične ustanove
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2021-10-26 12:36:01