CH697748A2 - Systeme und Verfahren zur modellgestützten Sensorstörungsdetektion und -isolation. - Google Patents

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zur modellgestützten Steuerung bereitgestellt. Die Systeme und Verfahren können Folgendes enthalten: Empfangen mehrerer gemessener Abstimmeingangssignale (114), die einem Betriebsparameter eines Triebwerks (104) zugeordnet sind, Bereitstellen mehrerer Parameterschätzmodule (252A-N), die eine oder mehrere Komponentenleistungskarten mit verstellbaren Regelknöpfen (402) zum Erzeugen von Modellausgangssignalen (256A-N) verwenden, wobei jedes Parameterschätzmodul (252A-N) unabhängig von einem jeweiligen der Betriebsparameter des Triebwerks (104) konfiguriert wird und wobei jedes Parameterschätzmodul (252A-N) die Modellausgangssignale (256A-N) auf der Basis von Grundeingangssignalen (116, 112), die dem Triebwerk (104) zugeordnet sind, erzeugt. Die Systeme und Verfahren können des Weiteren Folgendes enthalten: Berechnen von Restwerten (254A-N) für jedes Parameterschätzmodul (252A-N), Einstellen von Regelknöpfen (402) jedes Parameterschätzmoduls (252A-N) und Bestimmen, dass ein Sensor (108), der einem gemessenen Abstimmeingangssignal (114) oder einem Grundeingangssignal (116, 112) zugeordnet ist, fehlerhaft ist, mindestens zum Teil auf der Basis von Werten der Regelknöpfe (402) und Restwerten (254A-N, 452).

Description

  Allgemeiner Stand der Technik

Gebiet der Erfindung

[0001] Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein die Sensorstörungsdetektion und -isolation und insbesondere die modellgestützte Sensorausfalldetektion und -isolation für Triebwerke wie zum Beispiel Gasturbinentriebwerke.

Beschreibung des Standes der Technik

[0002] Die Steuerung und der Betrieb derzeitiger Gasturbinentriebwerke hängen in hohem Masse von Informationen ab, die von Sensoren geliefert werden. Insbesondere werden die von den Sensoren gelieferten Daten durch Steuerungsmodelle verwendet, um zu bestimmen, ob Steuerungskorrekturen vorgenommen werden sollen.

   Wenn jedoch ein oder mehrere Sensoren ausfallen oder auf sonstige Weise ungenaue Daten liefern, so betreiben die Steuerungsmodelle die Gasturbinentriebwerke nicht effektiv.

[0003] Die derzeitigen Störungsdetektions- und -isolationsverfahren sind nur dann effektiv, wenn das verwendete Systemmodell zu dem tatsächlich stattfindenden Systembetrieb passt. Wenn das verwendete Modell nicht zu dem tatsächlich stattfindenden Systembetrieb passt, so kommt es oft zu nicht erkannten Sensorausfällen und falschen Störungsdetektionen.

   Darum besteht auf diesem technischen Gebiet Bedarf an einer modellgestützten Sensorstörungsdetektion und -isolation (SDI), welche die Verlässlichkeit von Steuerungssystemen verbessert.

Kurzdarstellung der Erfindung

[0004] Ein technischer Effekt von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Detektion, Isolation und Berücksichtigung von Störungen in Sensoren, die in der modellgestützten Steuerung von Triebwerken, wie zum Beispiel Gasturbinentriebwerken, verwendet werden.

[0005] Ausführungsformen der Erfindung können eine modellgestützte Sensorstörungsdetektion und -isolation (SDI) bereitstellen, welche die Verlässlichkeit von Steuerungssystemen verbessert. Mit einer solchen modellgestützten SDI kann ein fehlerhafter Sensor detektiert und isoliert werden.

   Das Eingangssignal des gestörten Sensors kann dann durch einen Modellschätzwert ersetzt werden, und die Systemmodelle können online korrigiert werden, so dass sie mit dem tatsächlich stattfindenden Systembetrieb übereinstimmen.

[0006] Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermöglichen einer modellgestützten Steuerung bereitgestellt.

   Das Verfahren kann Folgendes enthalten: Empfangen mehrerer gemessener Abstimmeingangssignale, wobei jedes gemessene Abstimmeingangssignal einem Betriebsparameter eines Triebwerks zugeordnet ist, und Bereitstellen mehrerer Parameterschätzmodule, wobei jedes Parameterschätzmodul eine oder mehrere Komponentenleistungskarten mit verstellbaren Regelknöpfen zum Erzeugen von Modellausgangssignalen verwendet, wobei jedes Parameterschätzmodul unabhängig von einem jeweiligen der Betriebsparameter des Triebwerks konfiguriert wird, indem ein Ersatzregelknopf empfangen wird, der mit dem jeweiligen der Betriebsparameter korreliert ist, und wobei jedes Parameterschätzmodul die Modellausgangssignale auf der Basis von Grundeingangssignalen und Steuerungsvariablen, die dem Triebwerk zugeordnet sind, erzeugt.

   Das Verfahren kann des Weiteren Folgendes enthalten: Berechnen von Restwerten für jedes Parameterschätzmodul durch Vergleichen der jeweiligen Modellausgangssignale mit mehreren gemessenen Abstimmeingangssignalen, Einstellen von Regelknöpfen jedes Parameterschätzmoduls auf der Basis der berechneten Restwerte, und Bestimmen, dass ein Sensor, der einem gemessenen Abstimmeingangssignal oder einem Grundeingangssignal zugeordnet ist, fehlerhaft ist, mindestens zum Teil auf der Basis einer Änderung der Regelknopfwerte und Restwerte für die Parameterschätzmodule.

[0007] Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein System zum Ermöglichen einer modellgestützten Steuerung bereitgestellt.

   Das System kann Folgendes enthalten: einen oder mehrere erste Sensoren, die einem Triebwerk zugeordnet sind, zum Ausgeben mehrerer gemessener Abstimmeingangssignale, wobei jedes gemessene Abstimmeingangssignal einem Betriebsparameter des Triebwerks zugeordnet ist, und einen oder mehrere zweite Sensoren, die dem Triebwerk zugeordnet sind, zum Ausgeben mehrerer Grundeingangssignale, die dem Triebwerk zugeordnet sind.

   Das System kann ausserdem mehrere Parameterschätzmodule enthalten, wobei jedes Parameterschätzmodul eine oder mehrere Komponentenleistungskarten mit verstellbaren Regelknöpfen zum Erzeugen von Modellausgangssignalen verwendet, wobei jedes Parameterschätzmodul unabhängig von einem jeweiligen der Betriebsparameter des Triebwerks konfiguriert wird, indem ein Ersatzregelknopf empfangen wird, der mit dem jeweiligen der Betriebsparameter korreliert ist, und wobei jedes Parameterschätzmodul die Modellausgangssignale auf der Basis von Grundeingangssignalen und Steuerungsvariablen, die dem Triebwerk zugeordnet sind, erzeugt.

   Das Verfahren kann des Weiteren Folgendes enthalten: ein oder mehrere arithmetische Operationsmodule zum Berechnen von Restwerten für jedes Parameterschätzmodul durch Vergleichen der jeweiligen Modellausgangssignale mit mehreren gemessenen Abstimmeingangssignalen, wobei Regelknöpfe jedes Parameterschätzmoduls auf der Basis der berechneten Restwerte eingestellt werden, und ein Entscheidungsmodul zum Bestimmen, dass ein erster Sensor, der einem gemessenen Abstimmeingangssignal zugeordnet ist, oder ein zweiter Sensor, der einem Grundeingangssignal zugeordnet ist, fehlerhaft ist, auf der Basis von Werten der Regelknöpfe und Restwerten für die Parameterschätzmodule.

[0008] Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein System zum Ermöglichen einer modellgestützten Steuerung bereitgestellt.

   Das System kann Folgendes enthalten: einen oder mehrere erste Sensoren, die einem Triebwerk zugeordnet sind, zum Ausgeben mehrerer gemessener Abstimmeingangssignale, wobei jedes gemessene Abstimmeingangssignal einem Betriebsparameter des Triebwerks zugeordnet ist, und einen oder mehrere zweite Sensoren, die dem Triebwerk zugeordnet sind, zum Ausgeben mehrerer Grundeingangssignale, die dem Triebwerk zugeordnet sind.

   Das System kann ausserdem mehrere Parameterschätzmittel enthalten, wobei jedes Parameterschätzmittel eine oder mehrere Komponentenleistungskarten mit verstellbaren Regelknöpfen zum Erzeugen von Modellausgangssignalen verwendet, wobei jedes Parameterschätzmittel unabhängig von einem jeweiligen der Betriebsparameter des Triebwerks konfiguriert wird, indem ein Ersatzregelknopf empfangen wird, der mit dem jeweiligen der Betriebsparameter korreliert ist, und wobei jedes Parameterschätzmittel die Modellausgangssignale auf der Basis von Grundeingangssignalen und Steuerungsvariablen, die dem Triebwerk zugeordnet sind, erzeugt.

   Das System kann des Weiteren Folgendes enthalten: ein oder mehrere arithmetische Operationsmodule zum Berechnen von Restwerten für jedes Parameterschätzmittel durch Vergleichen der jeweiligen Modellausgangssignale mit mehreren gemessenen Abstimmeingangssignalen, wobei Regelknöpfe jedes Parameterschätzmittels auf der Basis der berechneten Restwerte eingestellt werden, und ein Entscheidungsmittel zum Bestimmen, dass ein erster Sensor, der einem gemessenen Abstimmeingangssignal zugeordnet ist, oder ein zweiter Sensor, der einem Grundeingangssignal zugeordnet ist, fehlerhaft ist, auf der Basis von Werten der Regelknöpfe und Restwerten für das Parameterschätzmittel.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0009] Nachdem somit Aspekte der Erfindung allgemein beschrieben wurden, wird nun auf die begleitenden Zeichnungen eingegangen,

   die nicht unbedingt massstabsgerecht gezeichnet sind und in denen Folgendes zu sehen ist:
<tb>Fig. 1<sep>veranschaulicht ein System zur Sensorausfalldetektion und -isolation gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.


  <tb>Fig. 2<sep>veranschaulicht ein Beispiel für das Einstellen von Regelknöpfen des Parameterschätzmoduls gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.


  <tb>Fig. 3 und 4 <sep>veranschaulichen die Komponenten und den Betrieb eines Störungsdetektions- und -isolations (SDI)-Moduls gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.


  <tb>Fig. 5<sep>gibt einen Überblick über das durch ein SDI-Modul ausgeführte Störungsdetektionsverfahren gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.


  <tb>Fig. 6 und 7<sep>zeigen ein veranschaulichendes Beispiel zum Bestimmen der Stabilitätsmasse gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.


  <tb>Fig. 8<sep>zeigt ein Beispiel eines Betriebes des Schwellenbestimmungsmoduls und des Entscheidungsmoduls gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.


  <tb>Fig. 9<sep>zeigt ein Beispiel der möglichen Stabilitätssignaturen für veranschaulichende Kalman-Filter gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.


  <tb>Fig. 10 und 11<sep>veranschaulichen Stabilitätssignaturen für Kalman-Filter vor dem Hintergrund einer Abstimmeingangssignalsensorstörung und einer Grundeingangssignalsensorstörung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.


  <tb>Fig. 12<sep>zeigt ein veranschaulichendes Beispiel einer Bestimmung einer Grundeingangssignalstörung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0010] Die vorliegende Erfindung wird nun im Weiteren ausführlicher mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein und darf nicht so verstanden werden, als sei sie auf die im vorliegenden Text dargelegten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr werden diese Ausführungsformen zu dem Zweck beschrieben, dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und der Geltungsbereich der Erfindung in vollem Umfang von anderen Fachleuten verstanden wird.

   Gleiche Zahlen beziehen sich in allen Figuren auf gleiche Elemente.

[0011] Ausführungsformen der Erfindung werden unten mit Bezug auf Blockschaubilder und Flussdiagramm-Illustrationen von Systemen, Verfahren, Vorrichtungen und Computerprogrammprodukten beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Blockschaubilder und Flussdiagramm-Illustrationen bzw. jede Kombinationen von Blöcken in den Blockschaubildern und Flussdiagramm-Illustrationen durch Computerprogrammanweisungen implementiert werden kann.

   Diese Computerprogrammanweisungen können auf einen Allzweckcomputer, einen Spezialcomputer, wie zum Beispiel einen Schalter, oder andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtungen geladen werden, so dass eine Maschine entsteht, bei der die Anweisungen, die auf dem Computer oder auf anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden, ein Mittel zum Implementieren der in dem Flussdiagrammblock oder in den Flussdiagrammblöcken angegebenen Funktionen bilden.

[0012] Diese Computerprogrammanweisungen können ausserdem in einem computerlesbaren Speicher gespeichert werden, der einen Computer oder andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtungen anweisen kann, in einer bestimmten Art und Weise zu funktionieren, dergestalt, dass die in dem computerlesbaren Speicher gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand hervorbringen,

   der Anweisungsmittel enthält, welche die in dem Flussdiagrammblock oder in den Flussdiagrammblöcken angegebene Funktion implementieren. Die Computerprogrammanweisungen können ausserdem auf einen Computer oder andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtungen geladen werden, um zu veranlassen, dass eine Reihe von Betriebselementen oder -schritten auf dem Computer oder den anderen programmierbaren Vorrichtungen ausgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess hervorzubringen, bei dem die Anweisungen, die auf dem Computer oder den anderen programmierbaren Vorrichtungen ausgeführt werden,

   Elemente oder Schritte zum Implementieren der in dem Flussdiagrammblock oder in den Flussdiagrammblöcken angegebenen Funktionen bilden.

[0013] Dementsprechend können Blöcke der Blockschaubilder und Flussdiagramm-Illustrationen Kombinationen von Mitteln zum Ausführen der angegebenen Funktionen, Kombinationen von Elementen oder Schritten zum Ausführen der angegebenen Funktionen und Programmanweisungsmittel zum Ausführen der angegebenen Funktionen unterstützen.

   Es versteht sich des Weiteren, dass jeder Block der Blockschaubilder und Flussdiagramm-Illustrationen und alle Kombinationen von Blöcken in den Blockschaubildern und Flussdiagramm-Illustrationen durch Hardware-gestützte Spezialcomputersysteme, welche die angegebenen Funktionen, Elemente oder Schritte ausführen, oder Kombinationen aus Spezialhardware und Computeranweisungen implementiert werden können.

[0014] Ausführungsformen der Erfindung können Systeme und Verfahren zum Ausführen einer modellgestützten Sensorausfalldetektion und -isolation bereitstellen. Allgemein können die Regelknopfstabilität, wie unten beschrieben, und/oder Differenzen zwischen Modellausgangssignalen und gemessenen Abstimmeingangssignalen das heisst Restwerte - überwacht werden, um einen oder mehrere fehlerhafte Abstimmeingangssignalsensoren oder Grundeingangssignalsensoren zu ermitteln.

   Nachdem eine Abstimmeingangssignalsensor- oder Grundeingangssignalsensorstörung detektiert wurde, kann das zu dem betreffenden Sensor gehörige Eingangssignal detektiert und isoliert werden. Andere Ausführungsformen der Erfindung können ausserdem die Berücksichtigung des detektierten und isolierten fehlerhaften Sensors ermöglichen.

[0015] Fig. 1 veranschaulicht ein Beispiel eines Systems 100, das eine modellgestützte Sensorausfalldetektion und -isolation gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ermöglicht. Das System 100 kann ein Modul 102 für eine modellgestützte Steuerung (MGS-Modul), ein Triebwerk 104, wie zum Beispiel ein Gasturbinentriebwerk, einen oder mehrere Aktuatoren 106, einen oder mehrere Sensoren 108, ein Parairteterschätzmodul 110 und ein Ausfalldetektions- und -isolations (SDI)-Modul 102 enthalten.

   Jede dieser Komponenten wird unten ausführlicher beschrieben. Es versteht sich, dass auch andere Komponenten als die unten beschriebenen in das System 100 integriert werden können, ohne von Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen.

[0016] Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung kann das MGS-Modul 102 das Triebwerk 104 durch Übermitteln von Steuerungsvariablen 112 an die Aktuatoren 106, die dem Triebwerk 104 zugeordnet sind, betreiben. Beispielsweise können zu diesen Steuerungsvariablen 104 der Kraftstofffluss, die Einlassleitschaufelposition und der Einlassabzapfheissluftstrom gehören. In Reaktion auf das Empfangen der Steuerungsvariablen 112 können die Aktuatoren 106 eine oder mehrere Positionen, Drehzahlen oder andere Parameter des Triebwerks 104 entsprechend justieren.

   Während des Betriebes des Triebwerks 104 können ein oder mehrere Sensoren 108, zu denen Abstimmeingangssignalsensoren und Grundeingangssignalsensoren gehören, jeweils Messwerte für Abstimmeingangssignale 114 und Grundeingangssignale, wie zum Beispiel Umgebungsvariablen 116, erzeugen. Zu Beispielen der Abstimmeingangssignale 114 kann ein Vektor von einem oder mehreren der Folgenden gehören: Kompressorauslassdruck (KAD), Kompressorauslasstemperatur (KAT), Abgastemperatur (AT), Ausgangsleistung (MW) und Kompressoreinlasstemperatur (KET).

   Zu Beispielen von Grundeingangssignalen, zu denen Umgebungsvariablen 116 und Steuerungsvariablen 112 gehören, kann ein Vektor von einem oder mehreren der Folgenden gehören: Umgebungstemperatur, Umgebungsdruck, spezifische Luftfeuchte, Einlassdruckverlust, Abgasdruckverlust, Ladedruck, Wellendrehzahl, Einlassabzapfheissluftstrom, Kraftstofffluss und Einlassleitschaufelposition. Obgleich oben Beispiele von Abstimmeingangssignalen 114 und Grundeingangssignalen veranschaulicht wurden, versteht es sich, dass gemäss anderen Ausführungsformen der Erfindung noch viele andere Abstimmeingangssignale und Grundeingangssignale zur Verfügung stehen.

[0017] Fig. 1 enthält ausserdem ein Parameterschätzmodul 110, das eine oder mehrere Komponentenleistungskarten enthalten kann.

   Die Komponentenleistungskarten können ein Systemmodell für erwartete Betriebsparameter des Triebwerks 104 bereitstellen. Die Komponentenleistungskarten können durch Aktualisieren eines oder mehrerer Regelknöpfe justiert werden, wie weiter unten noch beschrieben wird. Das Parameterschätzmodul 110 kann ausserdem mit einem oder mehreren Filtern konfiguriert sein, kann ein oder mehrere Filter enthalten oder auf sonstige Weise mit einem oder mehreren Filtern arbeiten, einschliesslich Kalman-Filtern, um einen oder mehrere Regelknöpfe zu justieren oder zu aktualisieren. Es versteht sich, dass die Kalman-Filter gemäss einer Ausführungsform der Erfindung auch als lineare quadratische Schätzungen (LQS) bezeichnet werden können.

   Ausserdem können die Formulierungen der Kalman-Filter vom einfachen Kalman-Filter bis zu erweiterten Filtern, Informationsfiltern und einer Vielzahl verschiedener Quadratwurzelfilter, die durch Bierman, Thornton und dergleichen entwickelt wurden, reichen.

[0018] Das Parameterschätzmodul 110 kann Steuerungsvariablen 112 von dem MGS-Modul 102 sowie gemessene Umgebungsvariablen 116 von einem oder mehreren Sensoren 108 empfangen. Unter Verwendung der Umgebungsvariablen 116 kann das Parameterschätzmodul 110 Modellausgangssignale 118 bestimmen, die - eventuell in Form eines Vektors - in das MGS-Modul 102 eingespeist werden können.

   Die Modellausgangssignale 118 können Abstimmeingangsparameter enthalten, deren Messung man während des Betriebes des Triebwerks 104 vor dem Hintergrund der empfangenen Steuerungsvariablen 112 und gemessenen Umgebungsvariablen 116 erwarten würde.

[0019] Die Anzahlen und Arten von Modellausgangssignalen 118 können gleichen Anzahlen und Arten von gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 entsprechen. Somit können die von dem Parameterschätzmodul 110 erzeugten Modellausgangssignale 118 eins zu eins mit den gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 verglichen werden, um Restwerte 120 zu erzeugen.

   Die Restwerte 120 können praktisch gemäss einer Ausführungsform der Erfindung eventuell unter Verwendung eines arithmetischen Operationsmoduls 119, wie zum Beispiel eines Summations- oder Subtraktionsmoduls, als eine Differenz zwischen den Modellausgangssignalen 118 und den gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 berechnet werden. Obgleich in Fig. 1 nicht veranschaulicht, kann das arithmetische Operationsmodul 119 gemäss einer Ausführungsform der Erfindung eine Komponente des oben beschriebenen Filters (zum Beispiel Kalman-Filters) bilden.

[0020] Die durch das arithmetische Operationsmodul 119 erzeugten Restwerte 120 können in Form eines Vektors vorliegen, insbesondere wenn die Modellausgangssignale 118 und die gemessenen Abstimmeingangssignale 114 gleichermassen in Form eines Vektors vorliegen.

   Gemäss einer veranschaulichenden Ausführungsform der Erfindung können zu den Restwerten 120 beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, KAD- und/oder KAT- und/oder AT- und/ oder MW-Restwerte gehören. Diese Restwerte 120 können durch das Parameterschätzmodul 110 empfangen und analysiert werden, um bestimmte Multiplikatoren, oder Regelknöpfe, zu aktualisieren, die zum Einstellen der Komponentenleistungskarten (zum Beispiel Systemmodelle) benutzt werden, die für das Parameterschätzmodul 110 verwendet werden. Des Weiteren können diese Regelknöpfe, eventuell in einem nicht-flüchtigen Speicher (NFLRAM), gespeichert oder aktualisiert werden.

   Die gespeicherten Regelknöpfe können aus dem Speicher abgerufen werden, um Werte für Ersatzregelknöpfe für das SDI-Modul 132 oder für das MGS-Modul 102 bereitzustellen, falls ein Abstimmeingangssignalsensor 108 eine Störung hat.

[0021] Fig. 2 veranschaulicht ein Beispiel zum Einstellen von Regelknöpfen des Parameterschätzmoduls 110 gemäss einer Ausführungsform. In Fig. 2 kann das Systemmodell 152 eine oder mehrere Komponentenleistungskarten des Parameterschätzmoduls 110 enthalten. Die durch das Systemmodell 152 erzeugten Modellausgangssignale 118 und die gemessenen Abstimmeingangssignale 114 können in das Kalman-Filter 154 eingespeist werden, das eine Komponente des Parameterschätzmoduls 110 bilden oder auf sonstige Weise dem Parameterschätzmodul 110 zugeordnet sein kann.

   Jedes der Modellausgangssignale 118 und der gemessenen Abstimmeingangssignale 114 kann normalisiert werden, bevor das arithmetische Operationsmodul 119 Restwerte 120 erzeugt. Die Restwerte 120 werden dann durch eine Online-Kalman-Filter-Verstärkungsberechnung 156 verarbeitet. Wie in Fig. 2 veranschaulicht, kann die Online-Kalman-Filter-Verstärkungsberechnung 156 auf bestimmte Kovarianzberechnungen gestützt werden. Im Anschluss an die Online-Kalman-Filter-Verstärkungsberechnung 156 können bestimmte Filter 154 und Normalisierungsoperationen ausgeführt werden, um eine Schätzung der Regelknöpfe 160 zu erzeugen. Die Regelknöpfe 160 können dann in dem Speicher 158 gespeichert und in das Systemmodell 152 eingespeist werden.

   Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung können die Regelknöpfe 160 vor dem Speichern unter Verwendung eines Filtermoduls 162 über einen Zeitraum x justiert (z.B. gemittelt) werden. In einigen Ausführungsformen kann der Zeitraum i ein langer Zeitraum (z.B. mehrere Stunden) sein, so dass die Regelknöpfe 160 langsam über einen längeren Zeitraum justiert werden können. Diese langsame Justierung der Regelknöpfe 160 kann hilfreich sein, so dass vorübergehende Schwankungen in den gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 oder gemessenen Umgebungsvariablen 116 keine grossen Verstellungen der Regelknöpfe 160 zur Folge haben.

[0022] Kehren wir zu Fig. 1 zurück. Das SDI-Modul 132 kann Steuerungsvariablen 112, gemessene Abstimmeingangssignale 114 und andere Grundeingangssignale (z.B. gemessene Umgebungsvariablen 116 empfangen).

   Unter Verwendung dieser empfangenen Eingangssignale kann das SDI-Modul 132 bestimmen, ob eine Störung in einem der Sensoren für gemessene Abstimmeingangssignale und der Grundeingangssignalsensoren vorliegt. Wenn das SDI-Modul 132 eine Störung in einem der Sensoren detektiert, so kann es die Störung unter Verwendung eines Störungs-/Berücksichtigungssignals 122 an das Parameterschätzmodul 110 und/oder das MGS-Modul 102 identifizieren und/oder auf sonstige Weise berücksichtigen.

   Wie in den Fig 3 und 4 näher beschrieben wird, kann das SDI-Modul 132 eine Bank von Kalman-Filtern, ein Stabilitätsmodul, ein Schwellenbestimmungsmodul und ein Entscheidungsmodul enthalten, die miteinander interagieren, um zu bestimmen, ob ein Abstimmeingangssignalsensor 108 oder ein Grundeingangssignalsensor 108 fehlerhaft ist, wodurch eine Instabilität für die Regelknöpfe oder Restwerte 120 hervorgerufen wird.

[0023] Nachdem das System 100 allgemein beschrieben wurde, werden nun die Komponenten und der Betrieb des SDI-Moduls 132 eingehender mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Wie in Fig. 3 gezeigt, kann das SDI-Modul 132 gleichzeitig mit dem Parameterschätzmodul 110 arbeiten, das oben mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde.

   Allgemein kann das SDI-Modul 132 Störungen in einem Abstimmeingangssignal- und/oder Grundeingangssignalsensor 108 identifizieren oder auf sonstige Weise bestimmen. Während des Betriebes kann das SDI-Modul 132 gemessene Abstimmeingangssignale 114, Steuerungsvariablen 112 und gemessene Umgebungsvariablen 116 empfangen. Ausserdem kann das SDI-Modul 132 noch ein oder mehrere Ersatzregelknöpfe 206 empfangen, die aus dem Speicher 158 (z.B. NFLRAM) abgerufen werden. Das SDI-Modul 132 kann aus einer Bank von N Kalman-Filtern 208, einem Stabilitätsmodul 210, einem Schwellenbestimmungsmodul 212 und einem Entscheidungsmodul bestehen.

   Es versteht sich, dass, obgleich die Module des SDI-Moduls 132 separat veranschaulicht wurden, sie auch als Teil eines einzelnen Moduls bereitgestellt werden können, ohne von Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen.

[0024] Es wird nun der Betrieb des SDI-Moduls 132 eingehender mit Bezug auf Fig. 4 besprochen. Wie in Fig. 4 veranschaulicht, kann die Bank von N Kalman-Filtern 208 mehrere Parameterschätzmodule 252A-N und entsprechende mehrere arithmetische Operationsmodule 253A-N umfassen. Die Anzahl N von Parameterschätzmodulen 252A-N und arithmetischen Operationsmodulen 253A-N kann der Anzahl von Variablen für die gemessenen Abstimmeingangssignale 114 entsprechen.

   Zum Beispiel können zu den gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 in Fig. 4 die folgenden vier Abstimmeingangssignale gehören: (1) Kompressorauslassdruck (KAD), (2) Kompressorauslasstemperatur (KAT), (3) Abgastemperatur (AT) und (4) Ausgangsleistung (MW). Dementsprechend kann es vier Parameterschätzmodule 252A-N und vier arithmetische Operationsmodule 253A-N geben. Jedes der vier Parameterschätzmodule 252A-N kann unabhängig von einer einzelnen der Variablen innerhalb der gemessenen Abstimmeingangssignale 114 arbeiten. Insbesondere wenn es vier Variablen für die gemessenen Abstimmeingangssignale 114 gibt, kann jedes der vier Parameterschätzmodule 252A-N mit allen ausser einem (3 von 4) gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 arbeiten.

   Jedes Parameterschätzmodul 252A-N kann das fehlende Abstimmeingangssignal 114 kompensieren, indem ein Ersatzregelknopf 206 empfangen wird, der mit dem fehlenden Abstimmeingangssignal 114 korreliert ist.

[0025] Zum Beispiel kann, wie in Fig. 4 gezeigt, das Parameterschätzmodul 252A unabhängig von dem KAD-arbeiten. Dementsprechend kann das Parameterschätzmodul 252A einen Kompressorströmungs (KCMP_FLW)-Ersatzregelknopf 206, der eventuell aus dem Speicher 158 abgerufen wird, empfangen, der mit dem KAD korreliert ist. Das Parameterschätzmodul 252A kann ausserdem Steuerungsvariablen 112 und gemessene Umgebungsvariablen 116 empfangen und Modellausgangssignale 256A erzeugen. Die Modellausgangssignale 256A können dann mit den gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 verglichen werden, und es können Restwerte 254A erzeugt werden.

   Die Restwerte 254A können neben dem KAD-Restwert durch das Parameterschätzmodul 252A verwendet werden, um zu bestimmen, ob Regelknöpfe 258A zu justieren sind. Sowohl die Restwerte 254A als auch die Regelknöpfe 258A können in das Stabilitätsmodul 210, das Schwellenbestimmungsmodul 212 und das Entscheidungsmodul 214 zur Weiterverarbeitung eingespeist werden.

[0026] Gleichermassen kann das Parameterschätzmodul 252B unabhängig von der KAT arbeiten, und das Parameterschätzmodul 252B kann einen Kompressorwirkungsgrad (KCMP_ETA)-Ersatzregelknopf 206 empfangen, der mit der KAT korreliert ist. Das Parameterschätzmodul 252B kann ausserdem Steuerungsvariablen 112 und gemessene Umgebungsvariablen 116 empfangen und Modellausgangssignale 256B erzeugen.

   Die Modellausgangssignale 256B können dann mit den gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 verglichen werden, und Restwerte 254B können erzeugt werden. Die Restwerte 254B können neben dem KAT-Restwert durch das Parameterschätzmodul 252B verwendet werden, um zu bestimmen, ob Regelknöpfe 258B zu justieren sind. Sowohl die Restwerte 254B als auch die Regelknöpfe 258B können in das Stabilitätsmodul 210, das Schwellenbestimmungsmodul 212 und das Entscheidungsmodul 214 zur Weiterverarbeitung eingespeist werden.

[0027] Gleichermassen kann das Parameterschätzmodul 252C unabhängig von der AT arbeiten, und das Parameterschätzmodul 252C kann einen Kraftstoffflussregelknopf (KF_FLW)-Ersatzregelknopf 206 empfangen, der mit der AT korreliert ist.

   Das Parameterschätzmodul 252C kann ausserdem Steuerungsvariablen 112 und gemessene Umgebungsvariablen 116 empfangen und Modellausgangssignale 256C erzeugen. Die Modellausgangssignale 256C können dann mit den gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 verglichen werden, und Restwerte 254C werden erzeugt. Die Restwerte 254C können neben dem AT-Restwert durch das Parameterschätzmodul 252C verwendet werden, um zu bestimmen, ob Regelknöpfe 258C zu justieren sind.

   Sowohl die Restwerte 254C als auch die Regelknöpfe 258C können in das Stabilitätsmodul 210, das Schwellenbestimmungsmodul 212 und das Entscheidungsmodul 214 zur Weiterverarbeitung eingespeist werden.

[0028] Und schliesslich kann das Parameterschätzmodul 252N unabhängig von der MW arbeiten, und das Parameterschätzmodul 252D kann einen Turbinenwirkungsgrad (KTRB_ETA)-Ersatzregelknopf 206 empfangen, der mit der MW korreliert ist. Das Parameterschätzmodul 252N empfängt ausserdem Steuerungsvariablen 112 und gemessene Umgebungsvariablen 116 und erzeugt Modellausgangssignale 256N. Die Modellausgangssignale 256N werden dann mit den gemessenen Abstimmeingangssignalen 114 verglichen, und Restwerte 254N werden erzeugt. Die Restwerte 254N werden neben dem MW-Restwert durch das Parameterschätzmodul 252N verwendet, um zu bestimmen, ob Regelknöpfe 258N zu justieren sind.

   Sowohl die Restwerte 254N als auch die Regelknöpfe 258N stehen dem Stabilitätsmodul 210, dem Schwellenbestimmungsmodul 212 und dem Entscheidungsmodul 214 zur Weiterverarbeitung zur Verfügung.

[0029] Allgemein kann das Stabilitätsmodul 210 durch das SDI-Modul 132 verwendet werden, um ein oder mehrere Stabilitätsmasse für die Regelknöpfe 206 und/oder spezifische Restwerte 254A-N, wie den KAD-Restwert von 254A, den KAT-Restwert von 254B, den AT-Restwert von 254C und den MW-Restwert von 254N, zu berechnen. Das Schwellenbestimmungsmodul 212 kann bestimmen, ob diese Stabilitätsmasse eine oder mehrere Schwellen (z.B. grobe Schwellen, feine Schwellen) überschreiten, bei denen es sich um zuvor festgelegte Schwellen handeln kann.

   Wie weiter unten noch ausführlicher beschrieben wird, kann, wenn eine oder mehrere Schwellen überschritten wurden, das Entscheidungsmodul 214 dann eine Störung des Abstimmeingangssignalsensors 108 oder eine Störung des Grundeingangssignalsensors 108 bestimmen.

[0030] Fig. 5 gibt einen Überblick über das Störungsdetektionsverfahren, das durch ein SDI-Modul 132 ausgeführt wird. In Schritt 302 kann das SDI-Modul 132 Eingangssignale wie z.B. gemessene Abstimmeingangssignale, Grundeingangssignale und Ersatzregelknöpfe empfangen, wie oben beschrieben. In Schritt 304 kann die Bank von N Kalman-Filtern 208 die empfangenen Eingangssignale verarbeiten, um Restwerte und Regelknopfzustände zu erzeugen.

   In Schritt 306 können die Restwerte und Regelknopfzustände durch das Stabilitätsmodul 210 verarbeitet werden, um ein Regelknopfstabilitäts-Gesamtmass und ein Restwertstabilitäts-Gesamtmass für die gesamte Bank von N Kalman-Filtern 208 zu bestimmen. Ausserdem kann das Stabilitätsmodul 210 ein bestimmtes Stabilitätsmass und ein bestimmtes Restwertstabilitätsmass für jedes Kalman-Filter innerhalb der Bank von N Kalman-Filtern 208 bestimmen. In Schritt 308 kann das Schwellenbestimmungsmodul 212 die Gesamt- und individuellen Stabilitätsmasse analysieren, um Stabilitätssignaturen für jedes Kalman-Filter innerhalb der Bank von N Kalman-Filtern 208 zu bestimmen.

   Diese Stabilitätssignaturen können dann in das Entscheidungsmodul 214 eingespeist werden, um Sensorstörungen zu bestimmen, wie durch Schritt 310 vorgesehen.

[0031] Fig. 6 und 7 zeigen ein veranschaulichendes Beispiel zum Bestimmen der Stabilitätsmasse, wie in Schritt 306 von Fig. 5 beschrieben. Insbesondere veranschaulicht Fig. 6 ein Beispiel eines Prozesses zum Bestimmen von Regelknopfstabilitätsmassen gemäss einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in Fig. 6 gezeigt, kann jeder Regelknopf i 402, der einem jeweiligen Kalman-Filter j 404 zugeordnet ist, unter Verwendung eines Verzögerungsfilters mit kleiner Zeitkonstante Tlight (zum Beispiel für einen kurzen Zeitraum wie zum Beispiel 1-30 Sekunden) und eines Verzögerungsfilters mit grösserer Zeitkonstante Theavy (zum Beispiel für einen längeren Zeitraum wie zum Beispiel 90-2.000 Sekunden) verarbeitet werden.

   Nachdem jeder Regelknopf i 402 durch ein Verzögerungsfilter mit kleiner Zeitkonstante Tlight und ein Verzögerungsfilter mit grösserer Zeitkonstante Theavy verarbeitet wurde, können die resultierenden Signale subtrahiert werden, um ein deltai-Signal 406 zu erzeugen. Das deltai-Signal 406 für jeden Regelknopf i kann dann durch den folgenden Algorithmus verarbeitet werden, um das Regelknopfstabilitätsmass (dCRj) 408 des jeweiligen Kalman-Filters zu erzeugen:
 <EMI ID=2.0> 
wobei angenommen wird, dass es vier Regelknöpfe i je Kalman-Filter j gibt. Nachdem die Regelknopfstabilitätsmasse (dCRj) 408 für jedes Kalman-Filter j bestimmt wurden, kann das Regelknopfstabilitäts-Gesamtmass 410 durch den folgenden Algorithmus bestimmt werden:
 <EMI ID=3.0> 
wobei angenommen wird, dass es nur 4 Kalman-Filter j gibt.

   Dem Durchschnittsfachmann ist klar, dass die oben beschriebenen Algorithmen auf Systeme mit verschiedenen Anzahlen von Kalman-Filtern und verschiedenen Anzahlen von Regelknöpfen je Kalman-Filter ausgedehnt werden können, ohne von Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen.

[0032] Fig. 7 veranschaulicht ein Beispiel eines Prozesses zum Bestimmen von Restwertstabilitätsmassen gemäss einer Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 7 kann der Restwert dyi 452 für jedes Kalman-Filter i unter Verwendung eines Verzögerungsfilters mit kleiner Zeitkonstante Tlight und eines Verzögerungsfilters mit grösserer Zeitkonstante Theavy verarbeitet werden.

   Nachdem jeder Restwert dyi 452 durch ein Verzögerungsfilter mit kleiner Zeitkonstante Tlight und ein Verzögerungsfilter mit grösserer Zeitkonstante Theavy verarbeitet wurde, werden die resultierenden Signale subtrahiert, um ein deltai-Signal 454 zu erzeugen. Das Stabilitäts-Gesamtmass 456 der Restwerte kann durch den folgenden Algorithmus bestimmt werden:
 <EMI ID=4.0> 
wobei angenommen wird, dass es nur 4 Kalman-Filter i gibt. Es versteht sich, dass der oben beschriebene Algorithmus auf Systeme mit verschiedenen Anzahlen von Kalman-Filtern i ausgedehnt werden kann, ohne von Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen.

[0033] Wenden wir uns nun Fig. 8 zu, wo ein Beispiel eines Betriebes des Schwellenbestimmungsmoduls 212 und des Entscheidungsmoduls 214 der Schritte 308 und 310 von Fig. 5 gemäss einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist.

   Obgleich die Schritte 308 und 310 und andere Schritte von Fig. 5 separat veranschaulicht wurden, können sie auch zu einem einzelnen Schritt kombiniert werden, ohne von Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen. Des Weiteren wird in dem Beispiel von Fig. 8 angenommen, dass es vier Kalman-Filter in der Bank von N Kalman-Filtern 208 gibt, um Sensorstörungen zu detektieren, die einer der vier Variablen für gemessene Abstimmeingangssignale (zum Beispiel KAD, KAT, AT und MW) zugeordnet sind. Es versteht sich jedoch, dass gemäss einer Ausführungsform der Erfindung die Anzahlen von Kalman-Filtern entsprechend der Anzahl von Variablen innerhalb der gemessenen Abstimmeingangssignale angepasst werden können.

[0034] Wir bleiben bei Fig. 8.

   Wenn in Block 486 das Regelknopfstabilität s-Gesamtmass 482 eine erste Schwelle TG1 überschreitet und das Restwertstabilitäts-Gesamtmass 484 eine zweite Schwelle TG2 überschreitet, so kann eine mögliche Störung des Abstimmeingangssignals- oder Grundeingangssignalsensors vorliegen. Die Verarbeitung geht dann mit dem Grobschwellenmodul 488 weiter, das eine Komponente des Schwellenbestimmungsmoduls 212 sein kann, wobei bestimmt wird, ob 3 der 4 jeweiligen Kalman-Filter (KF)-Regelknopfstabilitätsmasse ihre jeweiligen groben Schwellen CG1-4 überschreiten. Wenn nicht, so wird keine Störung durch das Entscheidungsmodul 214 detektiert. Wenn ja, so geht die Verarbeitung zum Feinschwellenmodul 490 über, wo das identifizierte Kalman-Filter-Regelknopfstabilitätsmass überprüft wird, das nicht seine jeweilige grobe Schwelle CG1-4 überschritten hat.

   Insbesondere kann das Feinschwellenmodul 490 bestimmen, ob das identifizierte Kalman-Filter-Regelknopfstabilitätsmass eine jeweilige feine Schwelle FG1-FG4 überschreitet. Wenn das bestimmte Kalman-Filter-Regelknopfstabilitätsmass nicht seine jeweilige feine Schwelle FG1-FG4 überschreitet, so geben die Stabilitätssignaturen an, dass drei der vier Kalman-Filter ihre jeweilige (n) Schwelle(n) überschritten haben, während ein einzelnes Kalman-Filter nicht seine Schwelle(n) überschritten hat. Auf der Basis der Stabilitätssignatur kann das Entscheidungsmodul 214 eine Abstimmeingangssignalstörung 122 bestimmen.

[0035] Als ein veranschaulichenderes Beispiel zeigt Fig. 9 ein Beispiel der möglichen Stabilitätssignaturen für jedes der vier Kalman-Filter.

   In Fig. 9 kann gemäss einer Ausführungsform der Erfindung das Kalman-Filter unabhängig von dem KAD arbeiten; das Kalman2-Filter kann unabhängig von der KAT arbeiten; das Kalman3-Filter kann unabhängig von der AT arbeiten; und das Kalman4-Filter kann unabhängig von MW arbeiten. Dementsprechend können, wenn wir uns zum Beispiel die erste Reihe von Fig. 6 ansehen, wenn das Kalman1-Filter nicht seine jeweilige(n) Schwelle (n) überschreitet, während alle Kalman2-4-Filter ihre jeweilige(n) Schwelle(n) überschreiten, solche Stabilitätssignaturen anzeigen, dass der KAD-Sensor fehlerhaft ist. Fig. 10 zeigt eine grafische Darstellung eines solchen Ausfalls des KAD-Sensors, was zur Folge hat, dass drei der vier Kalman-Filter ihre jeweilige(n) Schwelle(n) überschritten, während ein einzelnes Kalman-Filter nicht seine Schwelle(n) überschritt.

[0036] Kehren wir zu Fig. 8 zurück.

   Das Feinschwellenmodul 320 kann alternativ bestimmen, dass das identifizierte Kalman-Filter-Regelknopf stabilitätsmass nicht seine jeweilige feine Schwelle FG1-FG4 überschreitet. Ein Beispiel dieser Situation ist durch die grafische Darstellung von Fig. 11 gegeben. In diesem Fall geben die Stabilitätssignaturen an, dass alle vier Kalman-Filter ihre jeweilige(n) Schwelle (n) überschritten, und es kann keine bestimmte Abstimmeingangssignalstörung identifiziert werden.

   Statt dessen kann das Entscheidungsmodul 214 eine Grundeingangssignalsensorstörung durch Berechnen relativer Stabilitätsmasse und Vergleichen von Wahrscheinlichkeiten bestimmter Grundeingangssignalstörungen auf der Basis der Werte der relativen Stabilitätsmasse im Moment der Ausfalldetektion und zuvor festgelegter Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen, die für jede Grundeingangssignalstörung inhärent sind, identifizieren. Das Entscheidungsmodul 214 kann die Grundeingangssignalstörung durch Akzeptieren einer hypothetisierten Grundeingangssignalstörung mit maximaler Wahrscheinlichkeit identifizieren. Das Entscheidungsmodul 214 kann eine Grundeingangssignalstörung 122 bestimmen.

[0037] Fig. 12 zeigt ein veranschaulichendes Beispiel eines Verfahrens, mit dem das Entscheidungsmodul 214 eine Grundeingangssignalstörung 122 bestimmt.

   Wie in Fig. 12 veranschaulicht, umfasst das Entscheidungsmodul 214 ein Wahrscheinlichkeitsmodul 602 und ein Auswahlmodul 604. Das Wahrscheinlichkeitsmodul 602 kann relative Regelknopfstabilitätsmasse und relative Restwertstabilitätsmasse empfangen, die durch das Stabilitätsmodul 210 bestimmt wurden. Während eine Störung detektiert wird, werden relative Regelknopf Stabilitätsmasse in diesem Moment mittels Dividieren individueller Regelknopfstabilitätsmasse durch das Regelknopfstabilitäts-Gesamtmass berechnet. Gleichermassen werden relative Restwertstabilitätsmasse im Moment der Störungsdetektion mittels Dividieren der individuellen Restwertstabilitätsmasse durch das Restwertstabilitäts-Gesamtmass berechnet.

   Das Wahrscheinlichkeitsmodul 602 kann dann unter Verwendung relativer Stabilitätsmasse die Wahrscheinlichkeiten für jede Hi-Hypothese berechnen (i-ter Grundeingangssignalsensorausfall wie z.B. Pamb-Störung, CTIM-Störung usw.). Jede Hypothese wird durch probabilistische Gauss'sche Verteilung relativer Stabilitätsmasse im Raum mit Simulation, zuvor festgelegten Mitteln und Standardabweichungen beschrieben. Die Verwendung dieser Gauss'schen Verteilungen mit relativen Stabilitätsmassen ergibt eine Wahrscheinlichkeit jeder Hypothese.

   Diese Wahrscheinlichkeiten werden dann in das Auswahlmodul 604 eingespeist, das die Hypothese Hi des i-ten Sensorausfalls mit maximaler Wahrscheinlichkeit akzeptiert.

[0038] Dem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindungen beziehen, der in den Genuss der in den vorangegangenen Beschreibungen und den zugehörigen Zeichnungen offenbarten Lehren kommt, fallen viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der im vorliegenden Text dargelegten Erfindungen ein. Darum versteht es sich, dass die Erfindungen nicht auf die offenbarten konkreten Ausführungsformen beschränkt werden dürfen und dass es beabsichtigt ist, dass auch Modifikationen und andere Ausführungsformen in den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche fallen.

   Obgleich im vorliegenden Text spezielle Begriffe verwendet werden, werden sie nur in einem generischen und beschreibenden Sinn verwendet und sollen die Erfindung nicht einschränken.

Claims (20)

1. Verfahren zum Ausführen einer modellgestützten Steuerung, das Folgendes umfasst: Empfangen mehrerer gemessener Abstimmeingangssignale (114), wobei jedes gemessene Abstimmeingangssignal (114) einem Betriebsparameter eines Triebwerks (104) zugeordnet ist; Bereitstellen mehrerer Parameterschätzmodule (252A-N), wobei jedes Parameterschätzmodul (252A-N) eine oder mehrere Komponentenleistungskarten mit verstellbaren Regelknöpfen (402) zum Erzeugen von Modellausgangssignalen (256A-N) verwendet, wobei jedes Parameterschätzmodul (252A-N) unabhängig von einem jeweiligen der Betriebsparameter des Triebwerks (104) konfiguriert wird, indem ein Ersatzregelknopf(206) empfangen wird, der mit dem jeweiligen der Betriebsparameter korreliert ist, und wobei jedes Parameterschätzmodul (252A-N) die Modellausgangssignale (256A-N) auf der Basis von Grundeingangssignalen (116, 112),

die dem Triebwerk (104) zugeordnet sind, erzeugt; Berechnen von Restwerten (254A-N) für jedes Parameterschätzmodul (252A-N) durch Vergleichen der jeweiligen Modellausgangssignale (256A-N) mit mehreren gemessenen Abstimmeingangssignalen (114); Einstellen von Regelknöpfen (402) jedes Parameterschätzmoduls (252A-N) auf der Basis der berechneten Restwerte (254A-N, 452); und Bestimmen, dass ein Sensor (108), der einem gemessenen Abstimmeingangssignal (114) oder einem Grundeingangssignal (116, 112) zugeordnet ist, fehlerhaft ist, mindestens zum Teil auf der Basis von Werten der Regelknöpfe (402) und Restwerten (254A-N, 452) für die Parameterschätzmodule (252A-N).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Komponentenleistungskarten einem simulierten Betrieb des Triebwerks (104) zugeordnet sind und wobei die Regelknöpfe (402) Multiplikatoren zum Justieren von Parametern der Komponentenleistungskarten sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gemessenen Abstimmeingangssignale (114) zwei oder mehrere der Folgenden enthalten: (i) Kompressorauslassdruck (KAD),(ii) Kompressorauslasstemperatur (KAT),(iii) Abgastemperatur (AT),(iv) Ausgangsleistung (MW) und(v) Kompressoreinlasstemperatur (KET), und wobei die Grundeingangssignale (116, 112) zwei oder mehrere der Folgenden enthalten: (i) Umgebungstemperatur, (ii) Druck, (iii) spezifische Luftfeuchte, (iv) Einlassdruckverlust, (v) Abgasdruckverlust, (vi) Ladedruck, (vii) Wellendrehzahl, (viii) Einlassabzapfheissluftström, (ix) Kraftstofffluss und (x) Einlassleitschaufelposition.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, dass ein Sensor (108), der einem gemessenen Abstimmeingangssignal (114) oder einem Grundeingangssignal (116, 112) zugeordnet ist, fehlerhaft ist, das Bestimmen eines Regelknopfstabilitätsmasses (408) für jedes der mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) auf der Basis der jeweiligen Regelknöpfe (402) und das Bestimmen eines Restwertstabilitätsmasses für jedes der mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) auf der Basis der jeweiligen Restwerte (254A-N, 452) enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Sensor (108), der einem gemessenen Abstimmeingangssignal (114) zugeordnet ist, mindestens teilweise auf der Basis des Umstandes, dass alle ausser einem der Regelknopf-Stabilitätsmasse (408) eine Schwelle (CG1-CG4) überschreiten, als fehlerhaft bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bestimmen, dass ein Sensor (108) fehlerhaft ist, das Bestimmen, dass der Sensor (108) fehlerhaft ist, mindestens teilweise auf der Basis des Umstandes, dass alle Regelknopf-Stabilitätsmasse (408) eine Schwelle (CG1-CG4) überschreiten, enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen, dass ein Sensor (108) fehlerhaft ist, das Bestimmen, dass der Sensor (108) fehlerhaft ist, auf der Basis einer Bestimmung einer oder mehrerer Wahrscheinlichkeiten (602) (i) eines bestimmten Regelknopfstabilitätsmasses (408) relativ zu einem Regelknopfstabilitäts-Gesamtmass (410, 482) und (ii) eines bestimmten Restwertstabilitätsmasses relativ zu einem Rest-wertstabilitäts-Gesamtmass (456, 484) enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei jedes Regelknopfstabilitätsmasse (408) für jedes der mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) durch Vergleichen der jeweiligen Regelknöpfe (402) über einen kurzen Zeitraum und einen langen Zeitraum bestimmt wird und wobei jedes Restwertstabilitätsmass für jedes der mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) durch Vergleichen der jeweiligen Restwerte (254A-N, 452) über den kurzen Zeitraum und den langen Zeitraum bestimmt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Triebwerk (104) ein Gasturbinentriebwerk ist und wobei die mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) eine Bank von Kalman-Filtern (208) bilden.

10. System zum Ausführen einer modellgestützten Steuerung, das Folgendes umfasst: einen oder mehrere erste Sensoren (108), die einem Triebwerk (104) zugeordnet sind, zum Ausgeben mehrerer gemessener Abstimmeingangssignale (114), wobei jedes gemessene Abstimmeingangssignal (114) einem Betriebsparameter des Triebwerks (104) zugeordnet ist; einen oder mehrere zweite Sensoren (108), die dem Triebwerk (104) zugeordnet sind, zum Ausgeben mehrerer Grundeingangssignale (116, 112), die dem Triebwerk (104) zugeordnet sind;

mehrere Parameterschätzmodule (252A-N), wobei jedes Parameterschätzmodul (252A-N) eine oder mehrere Komponentenleistungskarten mit verstellbaren Regelknöpfen (402) zum Erzeugen von Modellausgangssignalen (256A-N) verwendet, wobei jedes Parameterschätzmodul (252A-N) unabhängig von einem jeweiligen der Betriebsparameter des Triebwerks (104) konfiguriert wird, indem ein Ersatzregelknopf (206) empfangen wird, der mit dem jeweiligen der Betriebsparameter korreliert ist, und wobei jedes Parameterschätzmodul (252A-N) die Modellausgangssignale (256A-N) auf der Basis von Grundeingangssignalen (116, 112), die dem Triebwerk (104) zugeordnet sind, erzeugt;

ein oder mehrere arithmetische Operationsmodule (253A-N) zum Berechnen von Restwerten (254A-N) für jedes Parameterschätzmodul (252A-N) durch Vergleichen der jeweiligen Modellausgangssignale (256A-N) mit mehreren gemessenen Abstimmeingangssignalen (114), wobei Regelknöpfe (402) jedes Parameterschätzmoduls (252A-N) auf der Basis der berechneten Restwerte (254A-N, 452) eingestellt werden; und ein Entscheidungsmodul (214) zum Bestimmen, dass ein erster Sensor (108), der einem gemessenen Abstimmeingangssignal (114) zugeordnet ist, oder ein zweiter Sensor (108), der einem Grundeingangssignal (116, 112) zugeordnet ist, fehlerhaft ist, auf der Basis von Werten der Regelknöpfe (402) und Restwerte (254A-N, 452) für die Parameterschätzmodule (252A-N).

11. System nach Anspruch 10, wobei die Komponentenleistungskarten einem simulierten Betrieb des Triebwerks (104) zugeordnet sind und wobei die Regelknöpfe (402) Multiplikatoren zum Justieren von Parametern der Komponentenleistungskarten sind.

12. System nach Anspruch 10, wobei die gemessenen Abstimmeingangssignale (114) zwei oder mehrere der Folgenden enthalten:(i) Kompressorauslassdruck (KAD), (ii) Kompressorauslasstemperatur (KAT), (iii) Abgastemperatur (AT), (iv) Ausgangsleistung (MW) und (v) Kompressoreinlasstemperatur (KET), und wobei die Grundeingangssignale (116, 112) zwei oder mehrere der Folgenden enthalten: (i) Umgebungstemperatur, (ii) Druck, (iii) spezifische Luftfeuchte, (iv) Einlassdruckverlust, (v) Abgasdruckverlust, (vi) Ladedruck, (vii) Wellendrehzahl, (viii) Einlassabzapfheissluftstrom, (ix) Kraftstofffluss und (x) Einlassleitschaufelposition.

13. System nach Anspruch 10, das des Weiteren ein Stabilitätsmodul (210) zum Bestimmen eines Regelknopfstabilitätsmasses (408) für jedes der mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) auf der Basis der jeweiligen Regelknöpfe (402) und zum Bestimmen eines Restwertstabilitätsmasses für jedes der mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) auf der Basis der jeweiligen Restwerte (254A-N, 452) umfasst, wobei die Regelknopfstabilitätsmasse (408) und Restwertstabilitätsmasse in das Entscheidungsmodul (214) eingespeist werden, um zu bestimmen, dass ein erster Sensor (108), der einem gemessenen Abstimmeingangssignal (114) zugeordnet ist, oder ein zweiter Sensor (108), der einem Grundeingangssignal (116, 112) zugeordnet ist, fehlerhaft ist.

14. System nach Anspruch 13, das des Weiteren ein Schwellenmodul (212) umfasst, um zu bestimmen, ob Regelknopfstabilitätsmasse (408) eine Schwelle (CG1-CG4) überschreiten, wobei das Entscheidungsmodul (214) mindestens teilweise auf der Basis des Umstandes, dass alle ausser einem der Regelknopf Stabilitätsmasse (408) eine Schwelle (CG1-CG4) überschreiten, bestimmt, dass ein erster Sensor (108), der einem gemessenen Abstimmeingangssignal (114) zugeordnet ist, fehlerhaft ist.

15. System nach Anspruch 13, das des Weiteren ein Schwellenmodul (212) umfasst, um zu bestimmen, ob Regelknopfstabilitätsmasse (408) eine Schwelle (CG1-CG4) überschreiten, wobei das Entscheidungsmodul (214) mindestens teilweise auf der Basis des Umstandes, dass alle Regelknopfstabilitätsmasse (408) eine Schwelle (CG1-CG4) überschreiten, bestimmt, dass ein zweiter Sensor (108), der einem Grundeingangssignal (116, 112) zugeordnet ist, fehlerhaft ist.

16. System nach Anspruch 15, wobei ein zweiter Sensor (108), der einem Grundeingangssignal (116, 112) zugeordnet ist, auf der Basis einer oder mehrerer Wahrscheinlichkeiten (602) (i) eines bestimmten Regelknopfstabilitätsmasses (408) relativ zu einem Regelknopfstabilitäts-Gesamtmass (410, 482) und (ii) eines bestimmten Restwertstabilitätsmasses relativ zu einem Restwertstabilitäts-Gesamtmass (456, 484) durch das Entscheidungsmodul (214) als fehlerhaft bestimmt wird.

17. System nach Anspruch 13, wobei jedes Regelknopfstabilitätsmass (408) durch das Stabilitätsmodul (210) für jedes der mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) durch Vergleichen der jeweiligen Regelknöpfe (402) über einen kurzen Zeitraum und einen langen Zeitraum bestimmt wird und wobei jedes Restwertstabilitätsmass durch das Stabilitätsmodul (210) für jedes der mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) durch Vergleichen der jeweiligen Restwerte (254A-N, 452) über den kurzen Zeitraum und den langen Zeitraum bestimmt wird.

18. System nach Anspruch 10, wobei das Triebwerk (104) ein Gasturbinentriebwerk ist und wobei die mehreren Parameterschätzmodule (252A-N) eine Bank von Kalman-Filtern (208) bilden.

19. System zum Ausführen einer modellgestützten Steuerung, das Folgendes umfasst: einen oder mehrere erste Sensoren (108), die einem Triebwerk (104) zugeordnet sind, zum Ausgeben mehrerer gemessener Abstimmeingangssignale (114), wobei jedes gemessene Abstimmeingangssignal (114) einem Betriebsparameter des Triebwerks (104) zugeordnet ist; einen oder mehrere zweite Sensoren (108), die dem Triebwerk (104) zugeordnet sind, zum Ausgeben mehrerer Grundeingangssignale (116, 112), die dem Triebwerk (104) zugeordnet sind;

mehrere Parameterschätzmittel (252A-N), wobei jedes Parameterschätzmittel (252A-N) eine oder mehrere Komponentenleistungskarten mit verstellbaren Regelknöpfen (402) zum Erzeugen von Modellausgangssignalen (256A-N) verwendet, wobei jedes Parameterschätzmittel (252A-N) unabhängig von einem jeweiligen der Betriebsparameter des Triebwerks (104) konfiguriert wird, indem ein Ersatzregelknopf (206) empfangen wird, der mit dem jeweiligen der Betriebsparameter korreliert ist, und wobei jedes Parameterschätzmittel (252A-N) die Modellausgangssignale (256A-N) auf der Basis von Grundeingangssignalen (116, 112), die dem Triebwerk (104) zugeordnet sind, erzeugt;

ein oder mehrere arithmetische Operationsmodule (253A-N) zum Berechnen von Restwerten (254A-N) für jedes Parameterschätzmittel (252A-N) durch Vergleichen der jeweiligen Modellausgangssignale (256A-N) mit mehreren gemessenen Abstimmeingangssignalen (114), wobei Regelknöpfe (402) jedes Parameterschätzmittels (252A-N) auf der Basis der berechneten Restwerte (254A-N, 452) eingestellt werden; und ein Entscheidungsmittel (214) zum Bestimmen, dass ein erster Sensor (108), der einem gemessenen Abstimmeingangssignal (114) zugeordnet ist, oder ein zweiter Sensor (108), der einem Grundeingangssignal (116, 112) zugeordnet ist, fehlerhaft ist, auf der Basis von Werten der Regelknöpfe (402) und Restwerten (254A-N, 452) für das Parameterschätzmittel (252A-N).

20. System nach Anspruch 19, wobei die gemessenen Abstimmeingangssignale (114) zwei oder mehrere der Folgenden enthalten: (i) Kompressorauslassdruck (KAD), (ii) Kompressorauslasstemperatur (KAT), (iii) Abgastemperatur (AT), (iv) Ausgangsleistung (MW) und (v) Kompressoreinlasstemperatur (KET), und wobei die Grundeingangssignale (116, 112) zwei oder mehrere der Folgenden enthalten: (i) Umgebungstemperatur, (ii) Druck, (iii) spezifische Luftfeuchte, (iv) Einlassdruckverlust, (v) Abgasdruckverlust, (vi) Ladedruck, (vii) Wellendrehzahl, (viii) Einlassabzapfheissluftstrom, (ix) Kraftstofffluss und (x) Einlassleitschaufelposition.