Unscented 칼만필터를 이용한 관성센서 복합 고장검출기법

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2자유도 관성센서는 두 입력축이 기계적으로 연관되어 있기 때문에 해당하는 관성센서의 두 입력축에 동시에 고장이 발생할 확률이 매우 높다. 따라서 하드웨어 여분만으로 고장검출 및 분리를 수행하기 위해서는 최소한 4개의 관성센서를 사용하여야 한다. 2자유도 관성센서를 3개 중첩해서 사용하는 경우 기존의 하드웨어 여분기법으로는 고장검출은 가능하나 고장분리가 불가능하다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해서 비선형 필터인 Unscented Kalman Filter를 이용하여 얻은 정보를 해석적 여분으로 활용하여, 하드웨어 여분과 해석적 여분을 동시에 고려한 복합 고장검출기법을 제안하였다. 제안한 복합 고장검출기법의 성능을 검증하기 위해서 비선형 항공기 수치 시뮬레이션을 수행하였다. In two-degree of freedom(TDOF) inertial sensors, two axes are mechanically correlated with each other. Fault source of one axis sensor may affect the other axis sensor, and therefore multiple fault detection and isolation(FDI) technique is required. Conventional FDI techniques using hardware redundancy need four TDOF inertial sensors for FDI. In this study, three TDOF inertial sensor redudancy case is considered, where conventional FDI technique can detect the fault, but cannot isolate the fault sensor. Hybrid FDI technique is proposed to solve this problem. Hybrid FDI technique utilizes the analytic redundancy by utilizing the unscented kalman filter as well as hardware redundancy for FDI. To verify the effectiveness of the proposed FDI technique, numerical simulations are performed using six degree of freedom nonlinear aircrft dynamics.