KR20180104857A - Apparatus and method for managing fault in electro hydraulic actuator - Google Patents

Apparatus and method for managing fault in electro hydraulic actuator Download PDF

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KR20180104857A
KR20180104857A KR1020170031677A KR20170031677A KR20180104857A KR 20180104857 A KR20180104857 A KR 20180104857A KR 1020170031677 A KR1020170031677 A KR 1020170031677A KR 20170031677 A KR20170031677 A KR 20170031677A KR 20180104857 A KR20180104857 A KR 20180104857A
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김훈모
조성식
이재광
남장걸
조수봉
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for managing a fault in an electro-hydraulic actuator, wherein the apparatus comprises: a sensor information receiving unit receiving sensor information outputted from a plurality of sensors provided in an electro-hydraulic actuator (EHA); a fault generation determining unit determining whether there is a fault in at least one of the sensors based on the received sensor information; a fault type determining unit determining a type of a fault with respect to the corresponding sensor when determining that there is a fault in at least one of the sensors; and a fault restoring unit restoring a fault by generating and outputting a restoring waveform of the sensor in which the fault is generated in accordance with the type of the fault.

Description

전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING FAULT IN ELECTRO HYDRAULIC ACTUATOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a fault management device for an electrohydraulic actuator,

본 발명은 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 다수개의 센서에 대한 고장 유무를 판단하고 복구하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fault management apparatus and method for an electrohydraulic actuator, and more particularly, to a fault management apparatus and method for an electrohydraulic actuator for judging and repairing a failure of a plurality of sensors provided in an electrohydraulic actuator .

최근, 고성능 전기 모터의 개발과 더불어 지금까지 유압시스템의 적용이 당연한 것으로 생각되었던 시스템들이 점진적으로 전동화 되고 있는 추세이다. 이와 같이 구동시스템에 있어서 전동화가 급속하게 진행되는 있는 가장 큰 원인은 유압시스템은 고출력을 얻을 수 있지만, 전동방식에 비해 저유기를 포함한 파워 유니트 등의 복잡한 장비와 유압배관이 필요하며, 기름의 누설, 유지보수 성능이 좋지 않은 단점이 있기 때문이다.Recently, along with the development of high-performance electric motors, systems that have been considered to be applied to hydraulic systems have been gradually being mobilized. As described above, the most important reason that the motorization is proceeding rapidly in the drive system is that the hydraulic system can obtain a high output, but complicated equipment such as a power unit including a low electric power and a hydraulic pipe are required compared with the electric power system, , And the maintenance performance is poor.

선진국에서는 유압시스템의 실용상의 문제점을 해결하기 위하여, 전기모터, 유압펌프, 저유기, 액츄에이터 등 유압시스템을 구성하는 각종 기기를 일체화하는 것에 의하여, 복잡한 유압시스템의 소형화를 실현하고, 번거로운 유압 배관 공사가 전혀 필요 없는 일체형 유압 액츄에이터의 개발에 박차를 가하고 있다.In order to solve practical problems of hydraulic system in advanced countries, by integrating various devices constituting the hydraulic system such as electric motor, hydraulic pump, low organic and actuator, miniaturization of complicated hydraulic system is realized and troublesome hydraulic piping construction And it is accelerating the development of a one-piece hydraulic actuator that does not need any pressure.

이와 같은 일체형 유압 액츄에이터는 당초 항공기의 비행제어(Flight Control System)용 액츄에이터로 개발이 시작되었다. 비행제어용 액츄에이터도 전자유압밸브 및 액츄에이터를 일체화하여 소형 경량화를 실현한 전기 유압 액츄에이터(EHA:Electro Hydraulic Actuator)가 사용되기 시작하였다.Such an integral hydraulic actuator was originally developed as an actuator for a flight control system of an aircraft. An electrohydraulic actuator (EHA: Electro Hydraulic Actuator), which realizes miniaturization and weight reduction by integrating an electrohydraulic valve and an actuator, has started to be used as an actuator for flight control.

전기 유압 액츄에이터는 유압펌프, 저유기, 액츄에이터 등 유압시스템을 구성하는 각종 기기를 일체화하고, 제어용 밸브를 일체 사용하지 않음으로써 유압시스템의 에너지 전달 효율을 극대화한 고효율의 유압 액츄에이터 시스템을 의미하며 유압에너지 전달 방식의 분류에 따라 명명된 것이다. 즉, 서보모터와 연결된 양방향형 유압펌프의 회전방향, 회전속도, 회전 토크의 제어에 의하여 제어용 밸브를 일체사용하지 않고 유압펌프의 배제용적을 직접적으로 제어하는 방식이다.Electrohydraulic actuator means high efficiency hydraulic actuator system maximizing energy transfer efficiency of hydraulic system by integrating various devices constituting hydraulic system such as hydraulic pump, low organic, and actuator, and not using control valve at all, It is named according to the classification of the transmission method. That is, the control volume of the hydraulic pump is directly controlled without using any control valve by controlling the rotation direction, rotation speed, and rotation torque of the bi-directional hydraulic pump connected to the servo motor.

이러한, 전기 유압 액츄에이터는 에너지 밀도가 높으며, 고출력을 얻을 수 있어 건설기계와 같이 대출력, 고속 응답성을 필요로 는 시스템의 구동기로서 적합하다. 그러나 주 유압동력원에 고장이 발생하면 관련된 전체 유압 시스템이 마비 될 수 있다는 문제점이 있었다. 이에 따라, 전기 유압 액츄에이터는 센싱 신뢰성을 높이고 고장률 개선하기 위한 방안이 모색되어야 한다.Such an electrohydraulic actuator has high energy density and high output, and is suitable as a drive system for a system requiring a large output and a high speed response like a construction machine. However, when a failure occurs in the main hydraulic power source, there is a problem that the entire related hydraulic system may be paralyzed. Accordingly, the electro hydraulic actuator should be sought for improving the sensing reliability and improving the failure rate.

이와 관련하여, 한국공개특허 제2011-0120648호의 "전기유압 일체형 구동기 시스템의 위치제어방법"은 전기 유압 액츄에이터의 센서로부터 인가되는 잡음을 통해 시스템의 불확실성을 추정하는 구성을 개시하고 있다.In this connection, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0120648 entitled " Position Control Method of Electric Hydraulic Integral Type Driver System "discloses an arrangement for estimating uncertainty of a system through noise applied from a sensor of an electrohydraulic actuator.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 다수개의 센서의 센서 정보를 수신하여, 고장 발생 여부를 판단하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a fault management apparatus and method for an electrohydraulic actuator for receiving sensor information of a plurality of sensors provided in an electrohydraulic actuator to determine whether a fault has occurred It has its purpose.

또한, 본 발명은 고장 발생 종류를 일시적인 또는 영구적인 고장으로 구분하여 각각의 경우에 따른 센서의 파형을 추정하고 복구된 센서의 파형 및 고장 알람 신호를 출력하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention also relates to a fault management device for an electrohydraulic actuator for dividing a fault occurrence type into a temporary or permanent fault and estimating a waveform of the sensor according to each case and outputting a waveform and a fault alarm signal of the recovered sensor, The purpose of the method is to provide.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치는 전기 유압 액츄에이터(EHA:Electro Hydraulic Actuator)에 구비되는 다수개의 센서로부터 출력되는 센서 정보를 수신하는 센서 정보 수신부; 수신된 센서 정보를 토대로 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 대한 고장 발생 여부를 판단하는 고장 발생 판단부; 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단하는 고장 종류 판단부; 및 고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성하여 고장을 복구시키는 고장 복구부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a failure management device for an electrohydraulic actuator, including: a sensor information receiving unit for receiving sensor information output from a plurality of sensors provided in an electrohydraulic actuator (EHA); A failure occurrence determination unit for determining whether a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors based on the received sensor information; A failure type determination unit for determining a type of a failure to the sensor when it is determined that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors; And a failure recovery unit for generating a recovery waveform of the sensor that is determined to have a failure according to the type of the failure to recover the failure.

또한, 상기 센서 정보 수신부는 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더에 장착되는 위치 센서로부터 실린더의 위치변화에 따른 센서 정보를 수신하고, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더에 장착되는 압력 센서로부터 추력을 제어하기 위한 압력감지에 따른 센서 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.The sensor information receiving unit receives sensor information according to a change in the position of the cylinder from a position sensor mounted on a cylinder provided in the electrohydraulic actuator and controls the thrust from a pressure sensor mounted on a cylinder provided in the electrohydraulic actuator And sensor information according to pressure sensing is received.

또한, 상기 고장 발생 판단부는 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우, 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우 및 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는 경우 센서에 대한 고장 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.When the error value is output to the input signal value and the output signal value of the sensor and the output signal value of the sensor is '0V', the failure occurrence determination unit outputs only the fixed output signal value from the sensor, When the signal value is '0', or when the output signal value of the sensor is not '0' when the signal value is '0'.

또한, 상기 고장 종류 판단부는, 노이즈 발생으로 인해 순간적으로 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우에 고장의 종류를 일시적인 고장인 것으로 판단하는 일시적 고장 판단부; 및 단선 또는 단락에 의해 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 신호 고착에 의해 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우, 영점 변동에 의해 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 및 감도 변동에 의해 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는 경우 고장의 종류를 영구적인 고장인 것으로 판단하는 영구적 고장 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fault type determination unit may include a temporary fault determination unit that determines that the fault type is a temporary fault when an error value is output to the input signal value and the output signal value of the sensor momentarily due to noise generation; When the output signal value of the sensor is '0V' due to disconnection or short circuit, only the fixed output signal value is outputted from the sensor due to the signal sticking. When the input signal value of the sensor is '0' When the output signal value is not '0' or when the error value is outputted to the input signal value and the output signal value of the sensor due to the sensitivity variation, it is determined that the type of the failure is a permanent failure And a permanent failure determination unit.

또한, 상기 고장 복구부는, 고장의 종류가 일시적인 고장인 것으로 판단된 경우, 칼만 필터(Kalman Filter)를 통해 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호를 복구시켜 고장을 복구시키는 일시적 고장 복구부; 및 고장의 종류가 영구적인 고장인 것으로 판단된 경우, 슬라이딩 모드 관측기(SMO:sliding mode observer)를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호로 대체시켜 고장을 복구시키는 영구적 고장 복구부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fault recovery unit may include a temporary fault recovery unit that generates a recovery waveform of the sensor through a Kalman filter and restores a signal of the sensor when the fault type is determined to be a temporary fault, And a recovery waveform of a sensor coinciding with a normal waveform of the sensor is generated through a sliding mode observer (SMO) when the type of the fault is judged to be a permanent fault, And a permanent failure recovery unit for recovering the failure.

또한, 상기 일시적 고장 복구부는, 칼만 필터를 통해 센서의 복구 파형을 생성하는 제1 복구 파형 생성부; 및 생성된 복구 파형으로 일시적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호를 복구시켜 출력하는 파형 복구부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The temporary failure recovery unit may include a first recovery waveform generation unit that generates a recovery waveform of the sensor through the Kalman filter; And a waveform recovery unit for recovering and outputting a signal of a sensor determined to have generated a temporary failure with the generated recovery waveform.

또한, 상기 영구적 고장 복구부는, 슬라이딩 모드 관측기를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하는 제2 복구 파형 생성부; 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는지 여부를 판별하는 파형 차이 판별부; 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는 경우 해당 센서는 정상인 것으로 판단하고, 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되지 않는 경우, 생성된 복구 파형으로 해당 센서의 신호를 대체시켜 출력하는 파형 대체부; 및 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호가 생성된 복구 파형으로 대체되어 출력되면, 해당 센서의 고장 알람 신호를 출력하는 고장 알림부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The permanent failure recovery unit may include a second recovery waveform generation unit for generating a recovery waveform of a sensor coinciding with a normal waveform of the sensor through a sliding mode observer; A waveform difference discrimination unit for discriminating whether or not a difference between an output waveform of the sensor judged that a permanent failure has occurred and a generated recovery waveform is within a preset range; When the difference between the output waveform of the sensor determined to have generated a permanent failure and the generated recovery waveform is within the predetermined range, it is determined that the sensor is normal, and the output waveform of the sensor determined to have a permanent failure occurs, A waveform replacement unit for replacing a signal of the sensor with a generated recovery waveform and outputting the signal when the difference of the recovery waveform is not included within a preset range; And a failure notification unit for outputting a failure alarm signal of the sensor when the signal of the sensor determined to have generated a permanent failure is replaced with the generated recovery waveform and outputted.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법은 센서 정보 수신부에 의해, 전기 유압 액츄에이터(EHA:Electro Hydraulic Actuator)에 구비되는 다수개의 센서로부터 출력되는 센서 정보를 수신하는 단계; 고장 발생 판단부에 의해, 수신된 센서 정보를 토대로 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 대한 고장 발생 여부를 판단하는 단계; 고장 종류 판단부에 의해, 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단하는 단계; 및 고장 복구부에 의해, 고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성하여 고장을 복구시키는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fault management method for an electrohydraulic actuator, including: receiving sensor information output from a plurality of sensors provided in an electrohydraulic actuator (EHA) step; Determining whether a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors based on the received sensor information by the failure occurrence determination unit; Determining a type of failure for the sensor when the failure type determination unit determines that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors; And a step of recovering the fault by generating a recovery waveform of the sensor which is judged to have a fault by the fault recovery unit according to the type of the fault.

또한, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 다수개의 센서로부터 출력되는 센서 정보를 수신하는 단계는, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더에 장착되는 위치 센서로부터 실린더의 위치변화에 따른 센서 정보를 수신하고, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더에 장착되는 압력 센서로부터 추력을 제어하기 위한 압력감지에 따른 센서 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.The step of receiving the sensor information output from the plurality of sensors provided in the electrohydraulic actuator includes receiving sensor information according to a change in the position of the cylinder from a position sensor mounted on a cylinder provided in the electrohydraulic actuator, And receives sensor information according to pressure sensing for controlling thrust from a pressure sensor mounted on a cylinder provided in the cylinder.

또한, 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단하는 단계는, 노이즈 발생으로 인해 순간적으로 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우에 고장의 종류를 일시적인 고장인 것으로 판단하는 단계; 및 단선 또는 단락에 의해 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 신호 고착에 의해 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우, 영점 변동에 의해 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 및 감도 변동에 의해 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는 경우 고장의 종류를 영구적인 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, when it is determined that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors, the step of determining the type of failure for the sensor may include detecting an instantaneous input signal value and an output signal value Determining that the type of the fault is a temporary fault when an error value is output; When the output signal value of the sensor is '0V' due to disconnection or short circuit, only the fixed output signal value is outputted from the sensor due to the signal sticking. When the input signal value of the sensor is '0' When the output signal value is not '0' or when the error value is outputted to the input signal value and the output signal value of the sensor due to the sensitivity variation, it is determined that the type of the failure is a permanent failure The method comprising the steps of:

또한, 고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성하여 고장을 복구시키는 단계는, 고장의 종류가 일시적인 고장인 것으로 판단된 경우, 칼만 필터(Kalman Filter)를 통해 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호를 복구시켜 고장을 복구시키는 단계; 및 고장의 종류가 영구적인 고장인 것으로 판단된 경우, 슬라이딩 모드 관측기(SMO:sliding mode observer)를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호로 대체시켜 고장을 복구시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of generating a recovery waveform of the sensor that is determined to have a failure according to the type of the failure and restoring the failure may further include, when it is determined that the type of the failure is a temporary failure, Generating a recovery waveform of the sensor and recovering a signal of the sensor to recover a fault; And a recovery waveform of a sensor coinciding with a normal waveform of the sensor is generated through a sliding mode observer (SMO) when the type of the fault is judged to be a permanent fault, The method comprising the steps of:

또한, 고장의 종류가 영구적인 고장인 것으로 판단된 경우, 슬라이딩 모드 관측기를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호로 대체시키는 단계는, 슬라이딩 모드 관측기를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하는 단계; 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는지 여부를 판별하는 단계; 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는 경우 해당 센서는 정상인 것으로 판단하고, 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되지 않는 경우, 생성된 복구 파형으로 해당 센서의 신호를 대체시켜 출력하는 단계; 및 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호가 생성된 복구 파형으로 대체되어 출력되면, 해당 센서의 고장 알람 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of generating a recovery waveform of a sensor corresponding to a normal waveform of the sensor through a sliding mode observer and replacing the recovery waveform with a signal of the sensor through the sliding mode observer, Generating a recovery waveform of the sensor that matches the normal waveform of the sensor; Determining whether a difference between an output waveform of the sensor determined to have a permanent failure and a generated recovery waveform is within a predetermined range; When the difference between the output waveform of the sensor determined to have generated a permanent failure and the generated recovery waveform is within the predetermined range, it is determined that the sensor is normal, and the output waveform of the sensor determined to have a permanent failure occurs, If the difference of the recovery waveform is not included within the predetermined range, replacing the signal of the sensor with the generated recovery waveform and outputting the signal; And outputting a failure alarm signal of the sensor when the signal of the sensor determined to have generated a permanent failure is replaced with the generated recovery waveform and outputted.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치 및 그 방법은 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 다수개의 센서의 센서 정보를 수신하여 고장 발생 여부를 판단함으로써, 오작동을 방지하고 센싱 신뢰성을 높여 고장률을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.The fault management apparatus and method for an electrohydraulic actuator according to the present invention having the above-described structure can prevent malfunction by sensing sensor information of a plurality of sensors provided in an electro-hydraulic actuator, So that the failure rate can be minimized.

또한, 본 발명은 고장 발생 종류를 노이즈에 의한 일시적인 고장 또는 센서의 단선, 고착에 따른 영구적인 고장으로 구분함으로써, 일시적인 고장의 경우 정상 파형을 추정하여 고장을 복구하고, 영구적인 고장의 경우 모델링 된 파형과 실제 파형을 비교하여 고장을 판단하고 복구된 파형이 출력되도록 하여 시스템을 안정영역까지 작동하게 하여 2차 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention classifies a fault occurrence type into a temporary fault by noise, or a permanent fault due to disconnection or sticking of a sensor, thereby recovering a fault by estimating a normal waveform in case of a temporary fault, It is possible to compare the waveform and the actual waveform to judge the failure and to output the recovered waveform to operate the system up to the stable area, thereby preventing the second accident.

즉, 본 발명은 영구적인 고장이 발생한 경우 복구된 파형이 출력되도록 함으로써, 일단 장치가 정상적으로 작동하도록 함과 동시에 고장 발생을 관리자에게 알려 고장에 대하여 신속한 조치를 취할 수 있도록 하는 효과가 있다. That is, according to the present invention, when a permanent failure occurs, the recovered waveform is outputted, thereby making the device operate normally and at the same time, notifying the manager of the occurrence of the failure, thereby promptly taking measures against the failure.

도 1은 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치에 채용되는 고장 복구부의 일시적 고장 복구부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 따른 일시적인 고장의 복구를 실험한 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치에 채용되는 고장 복구부의 영구적 고장 복구부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 영구적인 고장의 복구를 실험한 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법의 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법에서 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단하는 단계의 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법에서 고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성 및 출력하여 고장을 복구시키는 단계의 순서를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a configuration of a fault management device for an electrohydraulic actuator according to the present invention.
2 is a diagram for explaining a detailed configuration of a temporary failure recovery unit of a failure recovery unit employed in a failure management apparatus for an electrohydraulic actuator according to the present invention.
3 is a diagram showing a result of an experiment for repairing a temporary failure according to FIG.
4 is a diagram for explaining a detailed configuration of a permanent failure recovery unit of a failure recovery unit employed in a failure management apparatus for an electrohydraulic actuator according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a result of an experiment for repairing a permanent failure according to FIG.
6 is a diagram for explaining a procedure of a fault management method for an electrohydraulic actuator according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of determining a type of failure for a sensor when it is determined that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors in the failure management method for an electrohydraulic actuator according to the present invention Fig.
8 is a diagram for explaining a procedure of a step of generating and outputting a recovery waveform of a sensor determined to have a failure according to a type of failure in a failure management method for an electrohydraulic actuator according to the present invention, to be.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the same reference numerals will be used for the same constituent elements in the drawings, and redundant explanations for the same constituent elements will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a configuration of a fault management device for an electrohydraulic actuator according to the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치(100)는 크게 센서 정보 수신부(110), 고장 발생 판단부(120), 고장 종류 판단부(130) 및 고장 복구부(160)를 포함한다. 1, a fault management apparatus 100 for an electrohydraulic actuator according to the present invention includes a sensor information receiving unit 110, a fault occurrence determination unit 120, a fault type determination unit 130, (160).

센서 정보 수신부(110)는 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 다수개의 센서로부터 출력되는 센서 정보를 수신한다.The sensor information receiving unit 110 receives sensor information output from a plurality of sensors provided in the electrohydraulic actuator.

여기서, 전기 유압 액츄에이터는 위치 센서, 압력 센서 및 엔코더 센서를 구비하고 있다. 위치 센서는 전기 유압 엑츄에이터의 실린더 로드부에 내장 장착되어 실린더 로드의 정확한 위치를 측정할 수 있고, 압력 센서는 전기 유압 엑츄에이터의 실린더 유로 상에 장착되어, 유압 시스템의 내압을 측정할 수 있고, 엔코더 센서는 전기 유압 엑츄에이터의 서보 모터 회전축에 장착되어 서보 모터의 회전방향과 속도로 유압펌프의 토출유량을 산출할 수 있다. 이때, 위치 센서는 변위 측정 자기 센서(LVDT:Linear Variable Differential Transformer)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Here, the electrohydraulic actuator includes a position sensor, a pressure sensor, and an encoder sensor. The position sensor can be built in the cylinder rod portion of the electrohydraulic actuator to measure the precise position of the cylinder rod and the pressure sensor can be mounted on the cylinder flow path of the electrohydraulic actuator to measure the internal pressure of the hydraulic system, The sensor is mounted on the servo motor rotary shaft of the electrohydraulic actuator and can calculate the discharge flow rate of the hydraulic pump in the direction and speed of servo motor rotation. At this time, the position sensor may be a linear variable differential transformer (LVDT), but is not limited thereto.

이를 토대로, 센서 정보 수신부(110)는 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더의 로드부에 장착되는 위치 센서로부터 실린더의 위치변화에 따른 센서 정보를 수신하고, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더의 헤드부와 로드부에 장착되는 압력 센서로부터 추력(thrust)을 제어하기 위한 압력감지에 따른 센서 정보를 수신하고, 엔코더 센서로부터 유압 펌프 토출 유량에 따른 센서 정보를 수신할 수 있다. Based on this, the sensor information receiving unit 110 receives the sensor information according to the positional change of the cylinder from the position sensor mounted on the rod portion of the cylinder provided in the electrohydraulic actuator, and controls the head portion of the cylinder, Sensor information based on the pressure sensing for controlling the thrust from the pressure sensor mounted on the unit, and sensor information according to the hydraulic pump discharge flow rate from the encoder sensor.

고장 발생 판단부(120)는 수신된 센서 정보를 토대로 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 대한 고장 발생 여부를 판단한다.Based on the received sensor information, the failure occurrence determination unit 120 determines whether a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors.

고장 발생 판단부(120)는 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우, 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우 및 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는 경우 센서에 대한 고장 발생 여부를 판단한다.When the error value is outputted to the input signal value and the output signal value of the sensor and the output signal value of the sensor is '0V', only the fixed output signal value is outputted from the sensor, When the input signal value is '0', or when the output signal value of the sensor is not '0', it is determined whether a failure has occurred in the sensor.

고장 종류 판단부(130)는 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단한다. 여기서, 고장의 종류는 노이즈에 의한 일시적인 고장과 센서의 하드웨어에 외부 힘 또는 열에 의한 충격, 파손 등에 의해 단선 및 단락, 신호고착, 영점변동, 감도변동 등에 의한 영구적인 고장으로 구분할 수 있다.If it is determined that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors, the failure type determination unit 130 determines the type of failure to the corresponding sensor. Here, the types of failures can be classified into temporary failures due to noise, permanent failures due to disconnection and short circuit, signal sticking, zero point fluctuation, and sensitivity fluctuation due to external force or thermal shock or damage to the hardware of the sensor.

이를 위해, 고장 종류 판단부(130)는 일시적 고장 판단부(140) 및 영구적 고장 판단부(150)를 포함한다.To this end, the fault type determination unit 130 includes a temporary fault determination unit 140 and a permanent fault determination unit 150.

일시적 고장 판단부(140)는 노이즈 발생으로 인해 순간적으로 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우에 고장의 종류를 일시적인 고장인 것으로 판단한다.The transient failure determination unit 140 determines that the type of the failure is a temporary failure when an error value is instantly output to the input signal value and the output signal value of the sensor due to noise generation.

영구적 고장 판단부(150)는 단선 또는 단락에 의해 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 신호 고착에 의해 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우, 영점 변동에 의해 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 및 감도 변동에 의해 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는 경우 고장의 종류를 영구적인 고장인 것으로 판단한다.When the output signal value of the sensor is '0V' due to a disconnection or a short circuit, the permanent failure determination unit 150 determines that the input signal value of the sensor is " When the output signal value of the sensor is not '0' when it is '0' or when the error value is outputted to the input signal value and the output signal value of the sensor due to the sensitivity variation, It is judged to be a permanent failure.

고장 복구부(160)는 고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성 및 출력하여 고장을 복구시킨다.The failure recovery unit 160 generates and outputs a recovery waveform of the sensor that is determined to have a failure according to the type of the failure, thereby recovering the failure.

고장 복구부(160)는 고장의 종류가 일시적인 고장인 것으로 판단된 경우, 칼만 필터(Kalman Filter)를 통해 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호를 복구시켜 고장을 복구시키고, 고장의 종류가 영구적인 고장인 것으로 판단된 경우, 슬라이딩 모드 관측기(SMO:sliding mode observer)를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호로 대체시켜 고장을 복구시킨다. 이를 위해, 고장 복구부(160)는 일시적 고장 복구부 및 영구적 고장 복구부를 포함하여 이에 대해서는 이후 설명되는 도 2 내지 도 5를 통해 자세하게 설명하기로 한다.If it is determined that the type of the fault is a temporary fault, the fault recovery unit 160 generates a recovery waveform of the sensor through a Kalman filter, restores the signal of the corresponding sensor, restores the fault, If it is judged to be a permanent failure, a recovery waveform of a sensor coinciding with a normal waveform of the sensor is generated through a sliding mode observer (SMO) and replaced with a signal of the sensor to recover the fault. To this end, the fault recovery unit 160 includes a temporary fault recovery unit and a permanent fault recovery unit, which will be described in detail with reference to FIG. 2 to FIG. 5 which will be described later.

도 2는 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치에 채용되는 고장 복구부의 일시적 고장 복구부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 따른 일시적인 고장의 복구를 실험한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining a detailed configuration of a temporary failure recovery unit of a failure recovery unit employed in a failure management apparatus for an electrohydraulic actuator according to the present invention. FIG. Fig.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 일시적 고장 복구부(140)는 고장의 종류가 일시적인 고장인 것으로 판단된 경우, 칼만 필터를 통해 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호를 복구시켜 고장을 복구시킨다.Referring to FIG. 2, when it is determined that the fault type is a temporary fault, the temporary fault recovery unit 140 according to the present invention generates a recovery waveform of the sensor through the Kalman filter and restores the signal of the corresponding sensor Restore the fault.

이를 위해, 일시적 고장 복구부(140)는 제1 복구 파형 생성부(141) 및 파형 복구부(142)를 포함한다.To this end, the temporary failure recovery unit 140 includes a first recovery waveform generation unit 141 and a waveform recovery unit 142.

제1 복구 파형 생성부(141)는 칼만 필터, 카운터 회로를 통한 노이즈제거 회로 및 듀티비 보상회로 중 적어도 어느 하나를 이용하여 노이즈를 제거하여 센서의 복구 파형을 생성한다.The first recovery waveform generation unit 141 generates noise by using at least one of a Kalman filter, a noise elimination circuit through a counter circuit, and a duty ratio compensation circuit to generate a recovery waveform of the sensor.

파형 복구부(142)는 생성된 복구 파형으로 일시적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호를 복구시켜 출력한다.The waveform recovery unit 142 restores and outputs a signal of the sensor that is determined to have generated a temporary failure with the generated recovery waveform.

이와 관련하여, 도 3은 일시적인 고장의 복구를 실험한 결과이다. 노이즈로 인해 불안정한 신호가 칼만 필터로 인해 안정적인 신호로 출력되는 것을 확인할 수 있다..In this connection, FIG. 3 is a result of an experiment for repairing a temporary failure. It is confirmed that the unstable signal due to the noise is output as a stable signal due to the Kalman filter.

도 4는 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치에 채용되는 고장 복구부의 영구적 고장 복구부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4에 따른 영구적인 고장의 복구를 실험한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a view for explaining a detailed configuration of a permanent failure recovery unit of a failure recovery unit employed in the failure management apparatus for an electrohydraulic actuator according to the present invention. FIG. 5 is a graph showing the results of experiments Fig.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 영구적 고장 복구부(150)는 고장의 종류가 영구적인 고장인 것으로 판단된 경우, 슬라이딩 모드 관측기를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호로 대체시켜 고장을 복구시킨다.Referring to FIG. 4, when it is determined that the type of failure is a permanent failure, the permanent failure recovery unit 150 according to the present invention detects a recovery waveform of the sensor that coincides with the normal waveform of the sensor through the sliding mode observer And replace it with the signal of the sensor to recover the fault.

이를 위해, 영구적 고장 복구부(150)는 제2 복구 파형 생성부(151), 파형 차이 판별부(152), 파형 대체부(153) 및 고장 알림부(154)는 포함한다.To this end, the permanent failure recovery unit 150 includes a second recovery waveform generation unit 151, a waveform difference determination unit 152, a waveform replacement unit 153, and a failure notification unit 154.

제2 복구 파형 생성부(151)는 슬라이딩 모드 관측기를 통해 전기 유압 액츄에이터 내 모터의 속도 정보, 전기 유압 액츄에이터 시스템 모델 등의 정보를 이용하여 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성한다.The second restored waveform generator 151 generates the restored waveform of the sensor coinciding with the normal waveform of the sensor using the information of the speed of the motor in the electro-hydraulic actuator, the electro-hydraulic actuator system model and the like through the sliding mode observer.

제2 복구 파형 생성부(151)는 예를 들어, 위치 센서에 영구적인 고장이 발생한 것으로 판단되면, 전기 유압 액츄에이터 압력 센서와 엔코더 센서로부터 수신되는 센서 신호를 입력으로 정상 파형과 일치하는 복구 파형을 생성한다. For example, when it is determined that a permanent failure has occurred in the position sensor, the second recovery waveform generation unit 151 receives the sensor signal received from the electro-hydraulic actuator pressure sensor and the encoder sensor and generates a recovery waveform corresponding to a normal waveform .

파형 차이 판별부(152)는 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는지 여부를 판별한다.The waveform difference discrimination unit 152 discriminates whether or not the difference between the output waveform of the sensor judged to have a permanent failure and the generated recovery waveform falls within a preset range.

파형 대체부(153)는 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는 경우 해당 센서는 정상인 것으로 판단하고, 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되지 않는 경우, 생성된 복구 파형으로 해당 센서의 신호를 대체시켜 출력한다.When the difference between the output waveform of the sensor determined to have generated a permanent failure and the generated recovery waveform is included within a predetermined range, the waveform substitution unit 153 determines that the sensor is normal and judges that a permanent failure has occurred If the difference between the output waveform of the sensor and the generated recovery waveform is not within the predetermined range, the signal of the corresponding sensor is replaced with the generated recovery waveform and output.

고장 알림부(154)는 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호가 생성된 복구 파형으로 대체되어 출력되면, 해당 센서의 고장 알람 신호를 출력한다.The failure notification unit 154 outputs a failure alarm signal of the sensor when the signal of the sensor determined to have generated a permanent failure is replaced with the generated recovery waveform and is output.

이와 관련하여, 도 5의 (a)는 하드웨어의 파손으로 회로의 단선 및 단락이 발생한 영구적인 고장의 복구를 실험한 결과이다. 단선 및 단락으로 인해 출력되지 못하는 신호를 SMO를 통해 안정적으로 추정되는 것을 확인할 수 있다. 그리고 도 5의 (b)는 영구적인 고장을 알려주는 알람신호로 고장발생 시점을 알 수 있다.In this regard, FIG. 5 (a) is a result of experiments for repairing a permanent failure in which breakage of the hardware occurs due to breakage and short circuit of the circuit. It can be confirmed that signals that can not be output due to disconnection and short circuit are stably estimated through SMO. FIG. 5 (b) shows an alarm signal indicating a permanent failure, and it is possible to know when a failure occurs.

도 6은 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법의 순서를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a procedure of a fault management method for an electrohydraulic actuator according to the present invention.

도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법은 앞서 설명한 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 6, the fault management method for the electro-hydraulic actuator according to the present invention uses the fault management device for the electro-hydraulic actuator described above, and a repeated description will be omitted.

먼저, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 다수개의 센서로부터 출력되는 센서 정보를 수신한다(S100).First, sensor information output from a plurality of sensors provided in the electrohydraulic actuator is received (S100).

S100 단계는 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더의 로드부에 장착되는 위치 센서로부터 실린더의 위치변화에 따른 센서 정보를 수신하고, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더의 헤드부와 로드부에 장착되는 압력 센서로부터 추력(thrust)을 제어하기 위한 압력감지에 따른 센서 정보를 수신하고, 엔코더 센서로부터 유압 펌프 토출 유량에 따른 센서 정보를 수신할 수 있다. In step S100, sensor information corresponding to a change in the position of the cylinder is received from a position sensor mounted on a rod portion of a cylinder provided in the electrohydraulic actuator, and a pressure sensor mounted on a head portion and a rod portion of the cylinder provided in the electrohydraulic actuator Sensor information according to pressure sensing for controlling the thrust, and sensor information according to the hydraulic pump discharge flow rate from the encoder sensor.

다음, 수신된 센서 정보를 토대로 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 대한 고장 발생을 판단한다(S110).Next, based on the received sensor information, it is determined whether a failure occurs in at least one of the plurality of sensors (S110).

S1100 단계는 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우, 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우 및 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는 경우 센서에 대한 고장 발생 여부를 판단한다.In the step S1100, when the error value is outputted to the input signal value and the output signal value of the sensor, when the output signal value of the sensor is '0V', only the fixed output signal value is outputted from the sensor, 0 ", and when the output signal value of the sensor is not " 0 ", it is determined whether or not the sensor has a failure.

다음, 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서 고장 발생 여부를 판단한다(S120).Next, it is determined whether at least one of the plurality of sensors has a sensor failure (S120).

다음, 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단한다(S130). Next, if it is determined that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors, the type of failure of the sensor is determined (S130).

S130 단계에서 고장의 종류는 노이즈에 의한 일시적인 고장과 센서의 하드웨어에 외부 힘 또는 열에 의한 충격, 파손 등에 의해 단선 및 단락, 신호고착, 영점변동, 감도변동 등에 의한 영구적인 고장으로 구분할 수 있다.In step S130, the types of failures can be classified into temporary failures due to noise, permanent failures due to disconnection and short circuit, signal sticking, zero point change, and sensitivity change due to external force or thermal shock or damage to the hardware of the sensor.

다음, 고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성하여 고장을 복구시킨다(S140).Next, according to the type of the failure, the recovery waveform of the sensor which is judged to have a failure is generated and the failure is recovered (S140).

도 7은 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법에서 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단하는 단계의 순서를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of determining a type of failure for a sensor when it is determined that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors in the failure management method for an electrohydraulic actuator according to the present invention Fig.

도 7을 참조하여 설명하면, 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단하는 단계는 먼저, 수신된 센서 정보를 토대로 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 대한 고장 발생 원인을 분석한다(S200).Referring to FIG. 7, when it is determined that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors, the step of determining the type of failure for the sensor includes: (S200). ≪ tb > < TABLE >

다음, 고장 발생의 원인이 노이즈 발생으로 인해 순간적으로 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우에 해당하는지를 판단한다(S210).Next, it is determined whether the cause of the failure corresponds to a case where an error value is instantaneously outputted to the input signal value and the output signal value of the sensor due to noise generation (S210).

S210 단계에서 고장 발생의 원인이 노이즈 발생에 의한 것으로 판단되면, 고장의 종류를 일시적인 고장인 것으로 판단한다(S220).If it is determined in step S210 that the cause of the occurrence of the failure is due to noise generation, it is determined that the type of the failure is a temporary failure (S220).

다음, S210 단계에서, 고장 발생의 원인이 노이즈 발생인 것으로 판단되지 않은 경우, 고장 발생의 원인이 단선 또는 단락에 의해 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 신호 고착에 의해 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우, 영점 변동에 의해 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 및 감도 변동에 의해 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는지를 판단한다(S230).Next, in step S210, if it is not determined that the cause of the occurrence of the fault is noise, if the cause of the occurrence of the fault is the output signal value of the sensor is '0V' due to disconnection or short circuit, When only the output signal value is output, when the output signal value of the sensor is not '0' when the input signal value of the sensor is '0' due to the zero point fluctuation and when there is an error in the input signal value and output signal value of the sensor due to the sensitivity fluctuation Is output (S230). [0051] In step S230, it is determined whether the output value corresponds to at least one of the output values.

S230 단계에서, 고장 발생의 원인이 단선 또는 단락, 신호 고착, 영점 변동 및 감동 변동에 의한 것으로 판단되면, 고장의 종류를 영구적인 고장인 것으로 판단한다(S240).If it is determined in step S230 that the cause of the fault is caused by the disconnection or the short circuit, the signal sticking, the zero point fluctuation, and the fluctuation of the touch, it is determined that the type of the fault is a permanent fault (S240).

도 8은 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법에서 고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성 및 출력하여 고장을 복구시키는 단계의 순서를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a procedure of a step of generating and outputting a recovery waveform of a sensor determined to have a failure according to a type of failure in a failure management method for an electrohydraulic actuator according to the present invention, to be.

도 8을 참조하여 설명하면, 고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성 및 출력하여 고장을 복구시키는 단계는 먼저, 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단한다(S300).Referring to FIG. 8, in the step of generating and outputting a recovery waveform of a sensor determined to have a failure according to the type of failure, a failure is recovered by first detecting a failure in at least one of the plurality of sensors If it is determined that the sensor has occurred, the type of the failure of the sensor is determined (S300).

S300 단계에서 고장의 종류가 일시적인 고장인 것으로 판단되었는지 여부를 판단한다(S310). S310 단계에서, 일시적인 고장인 것으로 판단된 경우, 칼만 필터를 통해 센서의 복구 파형을 생성한다(S320). 그 다음, 생성된 복구 파형으로 일시적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호를 복구시켜 출력한다(S330).In step S300, it is determined whether the type of the failure is determined to be a temporary failure (S310). If it is determined in step S310 that a temporary failure has occurred, a recovery waveform of the sensor is generated through the Kalman filter (S320). Then, the signal of the sensor which is judged to have generated a temporary failure with the generated recovery waveform is recovered and output (S330).

S310 단계에서 고장의 종류가 일시적인 고장인 것으로 판단되지 않은 경우, 고장의 종류가 영구적인 고장인 것으로 판단한다(S340). S340 단계에서, 영구적인 고장인 것으로 판단된 경우, 슬라이딩 모드 관측기를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성한다(S350). 그 다음, 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는지 여부를 판별한다(S360). S360 단계에서, 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는 경우 해당 센서는 정상인 것으로 판단한다(S365). S360 단계에서, 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되지 않는 경우, 생성된 복구 파형으로 해당 센서의 신호를 대체시켜 출력한다(S370). 그 다음, 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호가 생성된 복구 파형으로 대체되어 출력되면, 해당 센서의 고장 알람 신호를 출력한다(S380).If it is not determined in step S310 that the type of the fault is a temporary fault, it is determined that the type of the fault is a permanent fault (S340). If it is determined in step S340 that a permanent failure has occurred, a recovery waveform of the sensor coinciding with the normal waveform of the sensor is generated through the sliding mode observer (S350). Then, it is determined whether the difference between the output waveform of the sensor determined to have generated a permanent failure and the generated recovery waveform is within a preset range (S360). If it is determined in step S360 that the difference between the output waveform of the sensor determined to have generated a permanent failure and the generated recovery waveform is within the predetermined range, the sensor is determined to be normal (S365). In step S360, if the difference between the output waveform of the sensor determined to have generated the permanent failure and the generated recovery waveform is not within the predetermined range, the signal of the sensor is replaced with the generated recovery waveform and output (S370) . Then, when the signal of the sensor determined to have a permanent failure is replaced with the generated recovery waveform, the failure alarm signal of the corresponding sensor is output (S380).

이처럼, 본 발명에 따른 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치 및 그 방법은 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 다수개의 센서의 센서 정보를 수신하여 고장 발생 여부를 판단함으로써, 오작동을 방지하고 센싱 신뢰성을 높여 고장률을 최소화시킬 수 있다.As described above, the fault management apparatus and method for an electrohydraulic actuator according to the present invention can prevent a malfunction and improve a sensing reliability by receiving sensor information of a plurality of sensors provided in an electrohydraulic actuator, Can be minimized.

또한, 본 발명은 고장 발생 종류를 노이즈에 의한 일시적인 고장 또는 센서의 단선, 고착에 따른 영구적인 고장으로 구분함으로써, 일시적인 고장의 경우 정상 파형을 추정하여 고장을 복구하고, 영구적인 고장의 경우 모델링 된 파형과 실제 파형을 비교하여 영구 고장을 판단하고 추정 파형을 대체하여 시스템을 안정영역까지 작동하게 하여 2차 사고를 예방할 수 있다.In addition, the present invention classifies a fault occurrence type into a temporary fault by noise, or a permanent fault due to disconnection or sticking of a sensor, thereby recovering a fault by estimating a normal waveform in case of a temporary fault, By comparing waveforms with actual waveforms, it is possible to judge permanent faults and replace the estimated waveforms to operate the system up to the stable area, thereby preventing secondary accidents.

이상 본 명세서에서 설명한 기능적 동작과 본 주제에 관한 실시형태들은 본 명세서에서 개시한 구조들 및 그들의 구조적인 등가물을 포함하여 디지털 전자 회로나 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어에서 혹은 이들 중 하나 이상이 조합에서 구현 가능하다. The functional operations described herein and the embodiments of the present subject matter may be implemented in digital electronic circuitry, computer software, firmware, or hardware, including any of the structures disclosed herein and their structural equivalents, It is possible.

본 명세서에서 기술하는 주제의 실시형태는 하나 이상이 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위하여 혹은 그 동작을 제어하기 위하여 유형의 프로그램 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상이 모듈로서 구현될 수 있다. 유형의 프로그램 매체는 전파형 신호이거나 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수 있다. 전파형 신호는 컴퓨터에 의한 실행을 위하여 적절한 수신기 장치로 전송하기 위한 정보를 인코딩하기 위하여 생성되는 예컨대 기계가 생성한 전기적, 광학적 혹은 전자기 신호와 같은 인공적으로 생성된 신호이다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조합 혹은 이들 중 하나 이상이 조합일 수 있다.Embodiments of the subject matter described herein may be implemented as one or more computer program products, that is, one or more of computer program instructions encoded on a type of program medium for execution by, or control of, a data processing apparatus May be implemented as a module. The type of program medium may be a propagated signal or a computer readable medium. A propagated signal is an artificially generated signal, such as a machine-generated electrical, optical or electromagnetic signal, generated to encode information for transmission to a suitable receiver device for execution by a computer. The computer-readable medium can be a machine-readable storage device, a machine-readable storage substrate, a memory device, a combination of materials that affect the machine readable propagation type signal, or a combination of one or more of the foregoing.

컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. A computer program (also known as a program, software, software application, script or code) may be written in any form of programming language, including compiled or interpreted language, a priori or procedural language, Components, subroutines, or other units suitable for use in a computer environment.

컴퓨터 프로그램은 파일 장치의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상이 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상이 스크립트) 내에 저장될 수 있다. The computer program does not necessarily correspond to the file of the file device. The program may be stored in a single file provided to the requested program or in a file that contains multiple interactive files (e.g., one or more of which store a module, subprogram, or portion of code) And may be stored in some (e.g., one or more scripts stored in a markup language document).

컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.A computer program may be deployed to run on multiple computers or on one computer, located on a single site or distributed across multiple sites and interconnected by a communications network.

부가적으로, 본 특허문헌에서 기술하는 논리 흐름과 구조적인 블록도는 개시된 구조적인 수단의 지원을 받는 대응하는 기능과 단계의 지원을 받는 대응하는 행위 및/또는 특정한 방법을 기술하는 것으로, 대응하는 소프트웨어 구조와 알고리즘과 그 등가물을 구축하는 데에도 사용 가능하다. Additionally, the logic flows and structural block diagrams described in this patent document describe corresponding actions and / or specific methods supported by corresponding functions and steps supported by the disclosed structural means, It can also be used to build software structures and algorithms and their equivalents.

본 명세서에서 기술하는 프로세스와 논리 흐름은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 기능을 수행하기 위하여 하나 이상이 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상이 프로그래머블 프로세서에 의하여 수행 가능하다.The processes and logic flows described herein may be performed by one or more programmable processors that execute one or more computer programs to perform functions by operating on input data and generating output.

컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는, 예컨대 범용 및 특수 목적의 마이크로프로세서 양자 및 어떤 종류의 디지털 컴퓨터의 어떠한 하나 이상이 프로세서라도 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기 전용 메모리나 랜덤 액세스 메모리 혹은 양자로부터 명령어와 데이터를 수신할 것이다. Processors suitable for the execution of computer programs include, for example, any one or more of a general purpose and special purpose microprocessor and any kind of digital computer. Generally, a processor will receive instructions and data from read-only memory, random access memory, or both.

컴퓨터의 핵심적인 요소는 명령어와 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 메모리 장치 및 명령을 수행하기 위한 프로세서이다. 또한, 컴퓨터는 일반적으로 예컨대 자기, 자기광학 디스크나 광학 디스크와 같은 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 대량 저장 장치로부터 데이터를 수신하거나 그것으로 데이터를 전송하거나 혹은 그러한 동작 둘 다를 수행하기 위하여 동작가능 하도록 결합되거나 이를 포함할 것이다. 그러나, 컴퓨터는 그러한 장치를 가질 필요가 없다.A core element of a computer is a processor for performing one or more memory devices and instructions for storing instructions and data. In addition, the computer is generally operable to receive data from, or transmit data to, one or more mass storage devices for storing data, such as magnetic, magneto-optical disks, or optical disks, Or < / RTI > However, the computer need not have such a device.

본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. The description sets forth the best mode of the invention, and is provided to illustrate the invention and to enable those skilled in the art to make and use the invention. The written description is not intended to limit the invention to the specific terminology presented.

따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 요컨대 본 발명이 의도하는 효과를 달성하기 위해 도면에 도시된 모든 기능 블록을 별도로 포함하거나 도면에 도시된 모든 순서를 도시된 순서 그대로 따라야만 하는 것은 아니며, 그렇지 않더라도 얼마든지 청구항에 기재된 본 발명의 기술적 범위에 속할 수 있음에 주의한다.Thus, while the present invention has been described in detail with reference to the above examples, those skilled in the art will be able to make adaptations, modifications, and variations on these examples without departing from the scope of the present invention. In other words, in order to achieve the intended effect of the present invention, all the functional blocks shown in the drawings are separately included or all the steps shown in the drawings are not necessarily followed in the order shown, It can be in the range.

100 : 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치
110 : 센서 정보 수집부
120 : 고장 발생 판단부
130 : 고장 종류 판단부
140 : 일시적 고장 판단부
150 : 영구적 고장 판단부
160 : 고장 복구부100: Fault management device for electrohydraulic actuator
110: sensor information collecting unit
120: Fault occurrence judgment unit
130:
140: Temporary failure determination unit
150: Permanent failure determination unit
160: Fault recovery unit

Claims (12)

전기 유압 액츄에이터(EHA:Electro Hydraulic Actuator)에 구비되는 다수개의 센서로부터 출력되는 센서 정보를 수신하는 센서 정보 수신부;
수신된 센서 정보를 토대로 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 대한 고장 발생 여부를 판단하는 고장 발생 판단부;
다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단하는 고장 종류 판단부; 및
고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성하여 고장을 복구시키는 고장 복구부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치.A sensor information receiving unit for receiving sensor information output from a plurality of sensors provided in an electrohydraulic actuator (EHA);
A failure occurrence determination unit for determining whether a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors based on the received sensor information;
A failure type determination unit for determining a type of a failure to the sensor when it is determined that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors; And
A failure recovery unit for generating a recovery waveform of the sensor determined to have a failure according to the type of failure to recover the failure;
And a failure management device for the electrohydraulic actuator. 제1항에 있어서,
상기 센서 정보 수신부는 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더에 장착되는 위치 센서로부터 실린더의 위치변화에 따른 센서 정보를 수신하고, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더에 장착되는 압력 센서로부터 추력을 제어하기 위한 압력감지에 따른 센서 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치.The method according to claim 1,
The sensor information receiving unit receives sensor information according to a change in the position of the cylinder from a position sensor mounted on a cylinder provided in the electrohydraulic actuator and detects pressure information for controlling the thrust from a pressure sensor mounted on a cylinder provided in the electrohydraulic actuator And the sensor information corresponding to the sensor information is received. 제1항에 있어서,
상기 고장 발생 판단부는 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우, 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우 및 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는 경우 센서에 대한 고장 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치.The method according to claim 1,
When the error value is output to the input signal value and the output signal value of the sensor and the output signal value of the sensor is '0V', the failure occurrence determination unit determines that the output signal value of the sensor is only the fixed output signal value, And when the output signal value of the sensor is '0', the controller determines whether a failure has occurred in the sensor. 제1항에 있어서,
상기 고장 종류 판단부는,
노이즈 발생으로 인해 순간적으로 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우에 고장의 종류를 일시적인 고장인 것으로 판단하는 일시적 고장 판단부; 및
단선 또는 단락에 의해 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 신호 고착에 의해 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우, 영점 변동에 의해 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 및 감도 변동에 의해 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는 경우 고장의 종류를 영구적인 고장인 것으로 판단하는 영구적 고장 판단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치.The method according to claim 1,
The fault type determination unit,
A temporary failure determination unit for determining that the type of failure is a temporary failure when an error value is output to an input signal value and an output signal value of the sensor instantaneously due to noise generation; And
When the output signal value of the sensor is '0V' due to disconnection or short circuit, only fixed output signal value is output from the sensor due to signal sticking. When the input signal value of the sensor is '0' When the signal value is not '0', or when the error value is outputted to the input signal value and the output signal value of the sensor due to the sensitivity variation, it is judged that the type of the failure is a permanent failure A failure determination unit;
And a failure management device for the electrohydraulic actuator. 제1항에 있어서,
상기 고장 복구부는,
고장의 종류가 일시적인 고장인 것으로 판단된 경우, 칼만 필터(Kalman Filter)를 통해 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호를 복구시켜 고장을 복구시키는 일시적 고장 복구부; 및
고장의 종류가 영구적인 고장인 것으로 판단된 경우, 슬라이딩 모드 관측기(SMO:sliding mode observer)를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호로 대체시켜 고장을 복구시키는 영구적 고장 복구부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the failure recovery unit comprises:
A temporary fault recovery unit for generating a recovery waveform of the sensor through a Kalman filter to recover a signal of the sensor when the kind of fault is determined to be a temporary fault; And
If it is judged that the type of the fault is a permanent fault, a recovery waveform of a sensor coinciding with the normal waveform of the sensor is generated through a sliding mode observer (SMO) and replaced with a signal of the sensor to recover the fault A permanent fault recovery unit;
And a failure management device for the electrohydraulic actuator. 제5항에 있어서,
상기 일시적 고장 복구부는,
칼만 필터를 통해 센서의 복구 파형을 생성하는 제1 복구 파형 생성부; 및
생성된 복구 파형으로 일시적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호를 복구시켜 출력하는 파형 복구부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the temporary fault recovery unit comprises:
A first recovery waveform generation unit for generating a recovery waveform of the sensor through the Kalman filter; And
A waveform recovery unit for recovering and outputting a signal of a sensor determined to have a temporary failure by the generated recovery waveform;
And a failure management device for the electrohydraulic actuator. 제5항에 있어서,
상기 영구적 고장 복구부는,
슬라이딩 모드 관측기를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하는 제2 복구 파형 생성부;
영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는지 여부를 판별하는 파형 차이 판별부;
영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는 경우 해당 센서는 정상인 것으로 판단하고, 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되지 않는 경우, 생성된 복구 파형으로 해당 센서의 신호를 대체시켜 출력하는 파형 대체부; 및
영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호가 생성된 복구 파형으로 대체되어 출력되면, 해당 센서의 고장 알람 신호를 출력하는 고장 알림부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the permanent failure recovery unit comprises:
A second recovery waveform generation unit for generating a recovery waveform of a sensor coinciding with a normal waveform of the sensor through a sliding mode observer;
A waveform difference discrimination unit for discriminating whether or not a difference between an output waveform of the sensor judged that a permanent failure has occurred and a generated recovery waveform is within a preset range;
When the difference between the output waveform of the sensor determined to have generated a permanent failure and the generated recovery waveform is within the predetermined range, it is determined that the sensor is normal, and the output waveform of the sensor determined to have a permanent failure occurs, A waveform replacement unit for replacing a signal of the sensor with a generated recovery waveform and outputting the signal when the difference of the recovery waveform is not included within a preset range; And
A failure notification unit for outputting a failure alarm signal of the sensor when the signal of the sensor determined as having a permanent failure is replaced with the generated recovery waveform and outputted;
And a failure management device for the electrohydraulic actuator. 센서 정보 수신부에 의해, 전기 유압 액츄에이터(EHA:Electro Hydraulic Actuator)에 구비되는 다수개의 센서로부터 출력되는 센서 정보를 수신하는 단계;
고장 발생 판단부에 의해, 수신된 센서 정보를 토대로 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 대한 고장 발생 여부를 판단하는 단계;
고장 종류 판단부에 의해, 다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단하는 단계; 및
고장 복구부에 의해, 고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성하여 고장을 복구시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법.Receiving sensor information output from a plurality of sensors provided in an electrohydraulic actuator (EHA) by a sensor information receiving unit;
Determining whether a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors based on the received sensor information by the failure occurrence determination unit;
Determining a type of failure for the sensor when the failure type determination unit determines that a failure has occurred in at least one of the plurality of sensors; And
Generating a recovery waveform of the sensor that is determined to have a failure by the failure recovery unit and restoring the failure according to the type of failure;
And a failure management method for an electrohydraulic actuator. 제8항에 있어서,
전기 유압 액츄에이터에 구비되는 다수개의 센서로부터 출력되는 센서 정보를 수신하는 단계는,
전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더에 장착되는 위치 센서로부터 실린더의 위치변화에 따른 센서 정보를 수신하고, 전기 유압 액츄에이터에 구비되는 실린더에 장착되는 압력 센서로부터 추력을 제어하기 위한 압력감지에 따른 센서 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법.9. The method of claim 8,
The step of receiving sensor information output from the plurality of sensors provided in the electrohydraulic actuator includes:
Sensor information corresponding to a change in the position of the cylinder is received from a position sensor mounted on a cylinder provided in the electrohydraulic actuator and sensor information according to pressure sensing for controlling thrust from a pressure sensor mounted on a cylinder provided in the electrohydraulic actuator Wherein the controller is operable to receive the fault information. 제8항에 있어서,
다수개의 센서 중 적어도 어느 하나의 센서에 고장이 발생된 것으로 판단된 경우, 해당 센서에 대한 고장의 종류를 판단하는 단계는,
노이즈 발생으로 인해 순간적으로 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우에 고장의 종류를 일시적인 고장인 것으로 판단하는 단계; 및
단선 또는 단락에 의해 센서의 출력 신호 값이 '0V' 인 경우, 신호 고착에 의해 센서로부터 고정된 출력 신호 값만 출력되는 경우, 영점 변동에 의해 센서의 입력 신호 값이 '0'일 때 센서의 출력 신호 값이 '0'이 아닌 경우 및 감도 변동에 의해 센서의 입력 신호 값과 출력 신호 값에 오차값이 출력되는 경우 중 적어도 어느 하나에 해당되는 경우 고장의 종류를 영구적인 고장인 것으로 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step of determining a type of failure for the at least one of the plurality of sensors,
If the error value is outputted to the input signal value and the output signal value of the sensor instantaneously due to noise generation, it is determined that the type of the failure is a temporary failure; And
When the output signal value of the sensor is '0V' due to disconnection or short circuit, only fixed output signal value is output from the sensor due to signal sticking. When the input signal value of the sensor is '0' A case where the signal value is not '0', and an error value is outputted to the input signal value and the output signal value of the sensor due to the sensitivity variation, and if the error value corresponds to at least one of them, it is determined that the type of the failure is a permanent failure ;
And a failure management method for an electrohydraulic actuator. 제8항에 있어서,
고장의 종류에 따라, 고장이 발생된 것으로 판단된 센서의 복구 파형을 생성하여 고장을 복구시키는 단계는,
고장의 종류가 일시적인 고장인 것으로 판단된 경우, 칼만 필터(Kalman Filter)를 통해 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호를 복구시켜 고장을 복구시키는 단계; 및
고장의 종류가 영구적인 고장인 것으로 판단된 경우, 슬라이딩 모드 관측기(SMO:sliding mode observer)를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호로 대체시켜 고장을 복구시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step of generating a recovery waveform of the sensor, which is determined to have generated a failure according to the type of failure,
Generating a recovery waveform of the sensor through a Kalman filter to recover a signal of the sensor when the type of the fault is determined to be a temporary fault; And
If it is judged that the type of the fault is a permanent fault, a recovery waveform of a sensor coinciding with the normal waveform of the sensor is generated through a sliding mode observer (SMO) and replaced with a signal of the sensor to recover the fault step;
And a failure management method for an electrohydraulic actuator. 제11항에 있어서,
고장의 종류가 영구적인 고장인 것으로 판단된 경우, 슬라이딩 모드 관측기를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하여 해당 센서의 신호로 대체시키는 단계는,
슬라이딩 모드 관측기를 통해 센서의 정상 파형과 일치하는 센서의 복구 파형을 생성하는 단계;
영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는지 여부를 판별하는 단계;
영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되는 경우 해당 센서는 정상인 것으로 판단하고, 영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 출력 파형과 생성된 복구 파형의 차이가 기설정된 범위 내에 포함되지 않는 경우, 생성된 복구 파형으로 해당 센서의 신호를 대체시켜 출력하는 단계; 및
영구적인 고장이 발생하였다고 판단된 센서의 신호가 생성된 복구 파형으로 대체되어 출력되면, 해당 센서의 고장 알람 신호를 출력하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 액츄에이터를 위한 고장 관리 방법.12. The method of claim 11,
Generating a recovery waveform of a sensor corresponding to a normal waveform of the sensor through a sliding mode observer and replacing the recovery waveform with a signal of the corresponding sensor when the type of the fault is determined to be a permanent fault,
Generating a recovery waveform of a sensor coinciding with a normal waveform of the sensor through a sliding mode observer;
Determining whether a difference between an output waveform of the sensor determined to have a permanent failure and a generated recovery waveform is within a predetermined range;
When the difference between the output waveform of the sensor determined to have generated a permanent failure and the generated recovery waveform is within the predetermined range, it is determined that the sensor is normal, and the output waveform of the sensor determined to have a permanent failure occurs, If the difference of the recovery waveform is not included within the predetermined range, replacing the signal of the sensor with the generated recovery waveform and outputting the signal; And
Outputting a failure alarm signal of the sensor when the signal of the sensor determined to have a permanent failure is replaced with the generated recovery waveform and outputted;
And a failure management method for an electrohydraulic actuator.
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WO2023008801A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 주식회사 엘지에너지솔루션 Cylinder failure prediction system and method, and cylinder failure inspection system and method

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