Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Thesis:
Las Redes de Petri Interpretadas en el Diagnostico de Fallos Hibridos. Aplicacion a un Helicoptero no Tripulado
Year:2016
Research Areas
  • Automatic
Information
Abstract
La seguridad y fiabilidad de los procesos industriales son la principal preocupación de los ingenieros encargados de las plantas industriales. Por lo tanto, desde un punto de vista económico, el objetivo principal es reducir el costo del mantenimiento, el tiempo de inactividad y las pérdidas causadas por los fallos. Por otra parte, la seguridad de los operadores, que afecta a los aspectos sociales y económicos, es el factor más relevante a considerar en cualquier sistema. Debido a esto, el diagnóstico de fallos se ha convertido en un foco importante de interés para los investigadores de todo el mundo e ingenieros en la industria. Los principales trabajos enfocados en detección de fallos se basan en modelos de los procesos. Entre las diferentes técnicas de modelado, destaca las Redes de Petri (RdP) por ser una herramienta de modelado gráfico y matemático con la habilidad para describir información de los sistemas de una manera concurrente, paralela, asíncrona, distribuida y no determinística o estocástica. Adicionalmente, las marcas de las RdP simulan la dinámica y concurrencia de los sistemas. Finalmente, ellas tienen la capacidad de definir ecuaciones de estado específicas, ecuaciones algebraicas y otros modelos que representan el comportamiento común de los sistemas. Esta investigación presenta el proceso para diseñar y construir el modelo y diagnosticador para detectar fallos definitivos e intermitentes modelado con Redes de Petri Interpretadas. Dos procesos industriales, concretamente un HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado) y un Proceso de Envasado de Líquidos fueron usados como banco de pruebas para implementar la herramienta de diagnóstico de fallos (DF) creada. Finalmente, su capacidad de diagnóstico fue ampliada en orden a detectar fallos en sistemas híbridos. Finalmente, un pequeño helicóptero tripulado fue elegido como ejemplo de sistema donde la seguridad es un desafío, y la técnica de detección de fallos desarrollada en esta tesis lleva a ser una herramienta valorada, desde que los accidentes de las aeronaves no tripuladas (UAVs) envuelven un alto costo económico y son la principal razón para introducir restricciones de volar sobre áreas pobladas. El trabajo realizado es discutido desde un punto de vista teórico y práctico. La herramienta es capaz de monitorear el sistema completo y mostrar las variables críticas al operador en orden a determinar la salud del UAV, para de esta manera prevenir accidentes. Un Sistema de Adquisición de Datos (DAQ) ha sido también diseñado para recoger datos durante los vuelos y alimentar la RdP diagnosticadora. Vuelos reales realizados bajo condiciones normales y de fallo han sido requeridos para llevar a cabo la configuración del diagnosticador y verificar su comportamiento. Vale la pena señalar que un alto riesgo fue asumido en la generación de fallos durante los vuelos. Finalmente, un resumen de la validación de resultados obtenidos durante las pruebas de vuelo es también incluido. Un extensivo uso de esta herramienta mejorará los protocolos de mantenimiento para UAVs (especialmente helicópteros) y permite establecer recomendaciones en regulaciones.
International
No
Type
Doctoral
Mark Rating
Sobresaliente cum laude
Date
04/02/2016
Participants
  • Director: Antonio Barrientos Cruz (UPM)
  • Director: Jaime del Cerro Giner (UPM)
  • Autor: Miguel Angel Trigos Martínez (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Robótica y Cibernética
  • Departamento: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
  • Centro o Instituto I+D+i: Centro de Automática y Robótica (CAR). Centro Mixto UPM-CSIC
S2i 2020 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNCIDE 2011 (OTR-2011-0236)
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