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Sensor fault detection and isolation for electro-mechanical actuators in a reusable launch vehicle TVC system

Fari, Stefano und Seelbinder, David und Theil, Stephan und Simplício, Pedro und Bennani, Samir (2023) Sensor fault detection and isolation for electro-mechanical actuators in a reusable launch vehicle TVC system. In: Aerospace Europe Conference 2023 - 10th EUCASS - 9th CEAS. Aerospace Europe Conference 2023 - 10th EUCASS - 9th CEAS, 2023-07-09 - 2023-07-15, Lausanne, Switzerland. doi: 10.13009/EUCASS2023-504.

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2MB

Kurzfassung

This paper introduces a model-based Fault Detection and Isolation (FDI) approach for a Reusable Launch Vehicle (RLV) Thrust Vector Control (TVC) system operated by Electro-Mechanical Actuators (EMAs). The focus is on the sensors required for the EMA embedded control system to track the on-board computer control commands. The nullspace FDI method is considered and applied to detect and isolate additive faults affecting the mentioned sensors. A detailed formulation of the problem and the EMA-based TVC system modelling for FDI synthesis is provided, including the mechanical load exerted by the rocket nozzle. The FDI synthesis framework is introduced and the application of the nullspace-based strategy is described, including considerations about isolability of the faults. Vehicle-induced loads can potentially disrupt the fault detection process, therefore they are included in the problem formulation to achieve decoupling from the residual generator output and not incur into false alarms. The generator performance is then assessed in fault-free and faulty scenarios using a high-fidelity TVC physical model, and successively benchmarked at the example of an RLV mission scenario.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/196066/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Sensor fault detection and isolation for electro-mechanical actuators in a reusable launch vehicle TVC system
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fari, StefanoStefano.Fari (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5595-6905NICHT SPEZIFIZIERT
Seelbinder, Daviddavid.seelbinder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4080-3169NICHT SPEZIFIZIERT
Theil, StephanStephan.Theil (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5346-8091138932266
Simplício, PedroPedro.Simplicio (at) ext.esa.inthttps://orcid.org/0000-0002-7808-4502NICHT SPEZIFIZIERT
Bennani, SamirSamir.Bennani (at) esa.inthttps://orcid.org/0000-0003-0282-9448NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Juli 2023
Erschienen in:Aerospace Europe Conference 2023 - 10th EUCASS - 9th CEAS
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.13009/EUCASS2023-504
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Fault detection, Electro-mechanical actuator, sensor, TVC, reusable launch vehicles
Veranstaltungstitel:Aerospace Europe Conference 2023 - 10th EUCASS - 9th CEAS
Veranstaltungsort:Lausanne, Switzerland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:9 Juli 2023
Veranstaltungsende:15 Juli 2023
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Navigations- und Regelungssysteme
Hinterlegt von: Fari, Stefano
Hinterlegt am:19 Jul 2023 10:17
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:56

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