2,290 research outputs found

    New Aspects of Fault Diagnosis of Nonlinear Analog Circuits

    Get PDF
    The paper is focused on nonlinear analog circuits, with the special attention paid to circuits comprising bipolar and MOS transistors manufactured in micrometer and submicrometer technology. The problem of fault diagnosis of this class of circuits is discussed, including locating faulty elements and evaluating their parameters. The paper deals with multiple parametric fault diagnosis using the simulation after test approach as well as detection and location of single catastrophic faults, using the simulation before test approach. The discussed methods are based on diagnostic test, leading to a system of nonlinear algebraic type equations, which are not given in explicit analytical form. An important and new aspect of the fault diagnosis is finding multiple solutions of the test equation, i.e. several sets of the parameters values that meet the test. Another new problems in this area are global fault diagnosis of technological parameters in CMOS circuits fabricated in submicrometer technology and testing the circuits  having multiple DC operating points. To solve these problems several methods have been recently developed, which employ  different concepts and mathematical tools of nonlinear analysis. In this paper they are sketched and illustrated.  All the discussed methods are based on the homotopy (continuation) idea. It is shown that various versions of homotopy and combinations  of the homotopy with some other mathematical algorithms lead to very powerful tools for fault diagnosis of nonlinear analog circuits.  To trace the homotopy path which allows finding multiple solutions, the simplicial method, the restart method, the theory of linear complementarity problem and Lemke's algorithm are employed. For illustration four numerical examples are given

    A verification technique for multiple soft fault diagnosis of linear analog circuits

    Get PDF
    The paper deals with multiple soft fault diagnosis of linear analog circuits. A fault verification method is developed that allows estimating the values of a set of the parameters considered as potentially faulty. The method exploits the transmittance of the circuit and is based on a diagnostic test leading to output signal in discrete form. Applying Z-transform a diagnostic equation is written which is next reproduced. The obtained system of equations consisting of larger number of equations than the number of the parameters is solved using appropriate numerical approach. The method is adapted to real circumstances taking into account scattering of the fault–free parameters within their tolerance ranges and some errors produced by the method. In consequence, the results provided by the method have the form of ranges including the values of the tested parameters. To illustrate the method two examples of real electronic circuits are given

    Data Mining Applications to Fault Diagnosis in Power Electronic Systems: A Systematic Review

    Get PDF

    Circuit paradigm in the 21

    Get PDF
    reviewe

    Integrated control and health management. Orbit transfer rocket engine technology program

    Get PDF
    To insure controllability of the baseline design for a 7500 pound thrust, 10:1 throttleable, dual expanded cycle, Hydrogen-Oxygen, orbit transfer rocket engine, an Integrated Controls and Health Monitoring concept was developed. This included: (1) Dynamic engine simulations using a TUTSIM derived computer code; (2) analysis of various control methods; (3) Failure Modes Analysis to identify critical sensors; (4) Survey of applicable sensors technology; and, (5) Study of Health Monitoring philosophies. The engine design was found to be controllable over the full throttling range by using 13 valves, including an oxygen turbine bypass valve to control mixture ratio, and a hydrogen turbine bypass valve, used in conjunction with the oxygen bypass to control thrust. Classic feedback control methods are proposed along with specific requirements for valves, sensors, and the controller. Expanding on the control system, a Health Monitoring system is proposed including suggested computing methods and the following recommended sensors: (1) Fiber optic and silicon bearing deflectometers; (2) Capacitive shaft displacement sensors; and (3) Hot spot thermocouple arrays. Further work is needed to refine and verify the dynamic simulations and control algorithms, to advance sensor capabilities, and to develop the Health Monitoring computational methods

    Fault diagnosis in a five-level multilevel inverter using an artificial neural network approach

    Get PDF
    Introduction. Cascaded H-bridge multilevel inverters (CHB-MLI) are becoming increasingly used in applications such as distribution systems, electrical traction systems, high voltage direct conversion systems, and many others. Despite the fact that multilevel inverters contain a large number of control switches, detecting a malfunction takes a significant amount of time. In the fault switch configurations diode included for freewheeling operation during open-fault condition. During short circuit fault conditions are carried out by the fuse, which can reveal the freewheeling current direction. The fault category can be identified independently and also failure of power switches harmed by the functioning and reliability of CHB-MLI. This paper investigates the effects and performance of open and short switching faults of multilevel inverters. Output voltage characteristics of 5 level MLI are frequently determined from distinctive switch faults with modulation index value of 0.85 is used during simulation analysis. In the simulation experiment for the modulation index value of 0.85, one second open and short circuit faults are created for the place of faulty switch. Fault is identified automatically by means of artificial neural network (ANN) technique using sinusoidal pulse width modulation based on distorted total harmonic distortion (THD) and managed by its own. The novelty of the proposed work consists of a fast Fourier transform (FFT) and ANN to identify faulty switch. Purpose. The proposed architecture is to identify faulty switch during open and short failures, which has to be reduced THD and make the system in reliable operation. Methods. The proposed topology is to be design and evaluate using MATLAB/Simulink platform. Results. Using the FFT and ANN approaches, the normal and faulty conditions of the MLI are explored, and the faulty switch is detected based on voltage changing patterns in the output. Practical value. The proposed topology has been very supportive for implementing non-conventional energy sources based multilevel inverter, which is connected to large demand in grid.Вступ. Каскадні багаторівневі інвертори H-bridge все частіше використовуються в таких пристроях, як розподільні системи, електричні тягові системи, системи прямого перетворення високої напруги та багато інших. Незважаючи на те, що багаторівневі інвертори містять велику кількість перемикачів, що управляють, виявлення несправності займає значний час. У конфігурації аварійного вимикача увімкнено діод для роботи в режимі вільного ходу в умовах обриву несправності. При короткому замиканні аварійні стани виконуються запобіжником, який може визначити напрямок струму вільного ходу. Категорія несправності може бути визначена самостійно, а також відмова силових вимикачів, що порушує функціонування та надійність каскадних багаторівневих інверторів H-bridge. У цій статті досліджуються наслідки та характеристики обривів та коротких замикань багаторівневих інверторів. Характеристики вихідної напруги 5-рівневого інвертору часто визначаються характерними несправностями перемикача, при цьому при аналізі моделювання використовується значення індексу модуляції 0,85. В імітаційному експерименті значення індексу модуляції 0,85 в місці несправного перемикача створюються односекундні обриви і коротке замикання. Несправність ідентифікується автоматично за допомогою методу штучної нейронної мережі з використанням синусоїдальної широтно-імпульсної модуляції на основі спотвореного повного гармонійного спотворення та керується самостійно. Новизна запропонованої роботи полягає у застосуванні швидкого перетворення Фур’є та штучної нейронної мережі для ідентифікації несправного перемикача. Мета. Пропонована архітектура призначена для виявлення несправного комутатора при розмиканні та короткочасних відмовах, що має знизити повне гармонійне спотворення та забезпечити надійну роботу системи. методи. Запропонована топологія має бути спроектована та оцінена з використанням платформи MATLAB/Simulink. Результати. Використовуючи підходи швидкого перетворення Фур’є та штучної нейронної мережі, досліджуються нормальні та несправні стани багаторівневих інверторів, і несправний перемикач виявляється на основі моделей зміни напруги на виході. Практична цінність. Запропонована топологія дуже сприятлива для реалізації нетрадиційних джерел енергії на основі багаторівневого інвертора, пов'язаного з великим попитом у мережі

    Modeling and Simulation in Engineering

    Get PDF
    The general aim of this book is to present selected chapters of the following types: chapters with more focus on modeling with some necessary simulation details and chapters with less focus on modeling but with more simulation details. This book contains eleven chapters divided into two sections: Modeling in Continuum Mechanics and Modeling in Electronics and Engineering. We hope our book entitled "Modeling and Simulation in Engineering - Selected Problems" will serve as a useful reference to students, scientists, and engineers
    corecore