Kravspecifikation Diagnos av elkraftsystem i satellit · Dokumenthistorik Version Datum Utförda ändringar Utförda av Granskad 0.1 9 sep 2010 Första utkastet EA MK alla 0.2

KravspecifikationDiagnos av elkraftsystem i satellit

Version 3.0

Ansvarig utgivare: Karin Ohlsson-OhmanDatum: 29 november 2010

Status

Granskad EF 2010-11-17Godkand EF 2010-11-17

Kursnamn: Reglerteknisk projektkurs, CDIO E-post:Projektgrupp: Ansvarig utgivare: Karin Ohlsson-OhmanKurskod: TSRT10 Utgivarens E-post: [email protected]: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation21.pdf

Projektidentitet

Gruppens E-post:Hemsida: http://www.isy.liu.se/edu/projekt/tsrt10/2010/diagnosBestallare: Erik Frisk, Linkopings Universitet

Tel: +46 (0)13-285714, E-post: [email protected]: David Tornqvist, Linkopings Universitet

Tel: +46 (0)13-281882, E-post: [email protected]: Karin Ohlsson-OhmanHandledare: Daniel Eriksson, Linkopings Universitet

Tel: +46 (0)13-28 1327 , E-post: [email protected]

Gruppmedlemmar

Namn Ansvarsomrade Telefon E-post(@student.liu.se)

Karin Ohlsson-Ohman Projektledare 070 8574863 karoh885Emma Andersson Testansvarig 070 3908021 emman332Kurt Kallkvist Dokumentansvarig 070 4181897 kurka837Fredrik Johansson Designansvarig 070 4547182 frejo674Martin Kagebjer Ovriga 070 2849955 marka103Sandra Alfredsson Ovriga 070 2432807 sanal785

Dokumenthistorik

Version Datum Utforda andringar Utforda av Granskad

0.1 9 sep 2010 Forsta utkastet EA MK alla

0.2 13 sep 2010 Omformaterat for andra LATEX-mallar KK alla

0.3 14 sep 2010 Andra utkastet SA KOO alla

0.4 15 sep 2010 Tredje utkastet SA KOO alla

0.5 16 sep 2010 Fjarde utkastet SA KOO alla

0.6 17 sep 2010 Femte utkastet SA KOO alla, DE, EF

0.7 22 sep 2010 Sjatte utkastet EA KK KK MK

1.0 24 sep 2010 Forsta skarpa versionen KOO EF, DE

1.1 15 nov 2010 Reviderat krav 7, andrat prioritet pa krav16, samt andrat leveransdatum for BP5och 6

KOO, EA alla

2.0 16 nov 2010 Omforhandlad version KOO EF DE

2.1 17 nov 2010 Krav 17 utgatt ersatts med ett annat krav. KOO FJ DE

3.0 17 nov 2010 Omforhandlad version KOO EF


Innehall

1 Inledning 1

1.1 Parter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Syfte och mal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.3 Anvandning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.4 Bakgrundsinformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 Oversikt av systemet 3

2.1 Grov beskrivning av produkten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.2 Produktkomponenter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.3 Beroende till andra system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.4 Ingaende delsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.5 Avgransningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.6 Designfilosofi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.7 Generella krav pa systemet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.8 Systemuppbyggnad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.9 Implementering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3 Prestandakrav 7

3.1 Validering av diagnossystemet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4 Ekonomi 8

5 Leveranser 8

6 Dokumentation 9

6.1 Utbildning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Diagnos av elkraftsystem 1

1 Inledning

Denna kravspecifikation ar framtagen for ett projekt i kursen TSRT10, ReglertekniskProjektkurs. I projektet ska ett diagnossystem skapas for att kunna diagnostisera ettelkraftsystem som skulle kunna sitta i en satellit. I Figur 1 visas hur diagnosalgoritmenska interagera med omvarlden.

Sammanställning

Källa

Evaluering

DiagnosalgoritmVerklig diagnos

Beräknad diagnos

Data med okänt fel

Resultat

Figur 1: Oversikt av diagnosalgoritmens interaktion med omvarlden

De krav som satts upp for projektet ar listade enligt nedanstaende mall. Varje krav har ettunikt nummer, dar kraven numreras fran ett och uppat. Cellen, med rubriken forandring,anger nar kravet tillkom i kravspecifikationen. Sedan foljer en beskrivning av kravet, vilketefterfoljs av kravets prioritet. Prioriteten ar numrerad fran ett till tre, dar ett har hogstprioritet.

Krav nr X forandring Kravtext for krav nr X prioritet

1.1 Parter

De parter som ingar i projektet ar bestallare Erik Frisk, handledare Daniel Eriksson samtprojektgruppen bestaende av Sandra Alfredsson, Emma Andersson, Fredrik Johansson,Martin Kagebjer, Kurt Kallkvist och Karin Ohlsson-Ohman.

1.2 Syfte och mal

Syftet med projektet ar att skapa ett diagnossystem for att diagnostisera ett elkraftsystemsom skulle kunna sitta i en satellit. Malet ar att ta fram ett sa bra diagnossystem sommojligt som ska jamforas med andras losningar av samma problem.

1.3 Anvandning

Diagnossystemet ska jamforas med liknande diagnossystem, vilka kan anvandas for attdiagnostisera ett verkligt elkraftsystem.



1.4 Bakgrundsinformation

ADAPT star for Advanced Diagnostic and Prognostic Testbed och ar utvecklat av NASAfor att kunna testa olika diagnossystem. Sedan 2009 anordnas en internationell tavlingdar olika diagnossystem tavlar mot varandra i att pa basta satt diagnostisera ett givetelkraftsystem som skulle kunna sitta i en satellit. DxC-ramverket ar ett mjukvaruramverksom diagnosalgoritmen implementeras i for att kunna testas och utvarderas.[Kurtogluet al., 2010]



2 Oversikt av systemet

Systemet kommer att delas in i en modelleringsdel, en del for sjalva diagnosalgoritmenoch en implementerings del. I modelleringsdelen kommer modeller for de olika komponen-terna skapas och i diagnosalgoritmen kommer diagnostiseringen av systemet ske genomatt anvanda sensordata och komponentmodellerna for att undersoka om komponenternafoljer sina normala beteenden. Diagnosalgorittmen ska slutligen implementeras i DxC-ramverket.

2.1 Grov beskrivning av produkten

Diagnossystemet ska kunna diagnostisera ADAPT-systemet och i sa stor utstrackningsom mojligt kunna detektera och isolera fel. I Figur 2 visas ett kretschema for ADAPT-systemet, dar de komponenter som utgor systemet syns. De olika komponenterna somingar i systemet kan delas upp i betterier, relaer, inverterare, sensorer och laster. For deolika komponenterna finns ett antal felmoder definierade som paverkar systemet i olikautstrackning om de infaller.

Figur 2: Kretsschema for ADAPT-systemet [Kurtoglu et al., 2010]



2.2 Produktkomponenter

Produkten ska besta av en diagnosalgoritm utvecklad i C++ som implementeras i DxC-ramverket, en teknisk dokumentation som detaljerat beskriver diagnossystemet samt enanvandarhandledning som beskriver hur systemet anvands.

2.3 Beroende till andra system

Diagnossystemet kommer vara implementerat i DxC-ramverket och darmed beroende avdetta.

2.4 Ingaende delsystem

Systemet delas in i en modelleringsdel, en diagnosalgoritm samt en del for implementeringi DxC-ramverket. Diagnosalgoritmen kommer att delas in i olika delar for att forenklaforandringar i systemet, som till exempel att en komponent tas bort.

2.5 Avgransningar

Diagnossystemet anpassas endast till att diagnostisera ADAPT-systemet och inte andrasystem. Dock ska det klara av vissa andringar i ADAPT-systemet, till exempel att ensensor tas bort.

2.6 Designfilosofi

Diagnossystemet kommer vara modellbaserat dar varje komponent ska ha en egen modell.Detta gor att diagnossystemet kommer att vara modellbaserat och darmed enkelt att goraandringar i. Utifran modellerna kommer teststorheter att tas fram. Malet med teststorhe-terna ar att kunna detektera olika fel i systemet genom att jamfora teststorheten med etttroskelvarde. For systemet kommer det att goras bade en detekterbarhetsanalys, for attse vilka fel som ar detekterbara, och en isolerbarhetsanalys, for att se hur de detekterbarafelen ar isolerbara fran varandra.



2.7 Generella krav pa systemet

Pa systemet stalls foljande generella krav.

Krav nr 1 Original Diagnossystemet ska vara integrerbart medDxC-ramverket.

1

Krav nr 2 Original Detekterbarhetsanalys ska goras for att avgoravilka fel som kan detekteras.

1

Krav nr 3 Original Isolerbarhetsanalys ska goras for att avgora vil-ka enkelfel som kan isoleras.

1

Krav nr 4 Original Isolerbarhetsanalys ska goras for att avgora vil-ka dubbelfel som kan isoleras.

2

Krav nr 5 Original Isolerbarhetsanalys ska goras for att avgora vil-ka multipelfel som kan isoleras.

3

Krav nr 6 Original Robusthetsanalys ska goras for att avgora hurkansligt systemet ar for forandringar fran mo-dellernas referenstillsstand.

1

Krav nr 7 Reviderat2010-11-15

Diagnossystemet ska vara sa passanvandarvanligt att en person medgrundlaggande kunskaper inom diagnosska kunna anvanda systemet enbart genom attlasa anvandarhandledningen. Med att anvandasystemet avses att starta och kora algoritmenihop med dxc-ramverket.

1

Krav nr 8 Original Sma andringar i ADAPT-systemet ska inte le-da till att mer an att relevanta parameterar idiagnossystemet behover andras.

2

Krav nr 9 Original Analys ska goras for att undersoka om samtligasensorer i ADAPT-systemet ar nodvandiga.

2

Krav nr 10 Original Kommunikation mellan DxC-ramverket och di-agnosalgoritmen ska hanteras med de API-er (Application Programming Interface) sommedfoljer DxC-ramverket.

1

Krav nr 11 Original Vid feldetektion ska en atgard rekommenderas. 1

2.8 Systemuppbyggnad

Diagnossystemet ska vara modellbaserat och varje komponent ska ha en egen modell.

Krav nr 12 Original Varje komponent ska ha en egen modell. 1Krav nr 13 Original Validering av modellerna ska goras och redovi-

sas i den tekniska dokumentationen.1

Krav nr 14 Original Diagnossystemet ska kunna automatgenererasutifran vetskap om vilka komponenter som finnsi systemet och hur de ar sammankopplade.

3



2.9 Implementering

Diagnossystemet ska implementeras i DxC-ramverket som tillhandahalls av NASA for attutvardera olika diagnossystem. Diagnossystemet kommer att implementeras i program-meringsspraket C++.

Krav nr 15 Original Diagnossystemet ska innehalla prestandapara-metrar som ska vara mojliga att andra pa foratt gora systemet snabbare eller mer noggrantefter onskemal.

2

Krav nr 16 Reviderat2010-11-15

Diagnossystemet ska innehalla prestandapara-metrar som ska vara mojliga att justera for attandra falsklarmssannolikheten.

2

Krav nr 17 OriginalUtgatt2010-11-16

En optimeringsalgoritm ska anvandas for att tafram parametervarden som maximerar diagnos-systemets resultat i utvarderingen av diagnosal-goritmen.

3

Krav nr 18 Infort2010-11-16

Efter att diagnosalgoritmen har kompi-lerats ska anvandaren, med hjalp avanvandarhandledningen, kunna kora dia-gnosalgoritmen med ett skript dar anvandarenkan valja vilken parameterfil samt vilketscenario som ska anvandas och var resultatetska sparas.

3

Krav nr 19 Original Diagnossystemets parametrar ska namnges saatt det med hjalp av anvandarhandledningengar att tolka vilken typ av parameter det arsamt vilken typ av komponenet parameterntillhor.

1

Krav nr 20 Original Diagnossystemets parametrar ska vara enklaatt andra for personer med grundlaggande kun-skaper inom diagnos och overvakning.

1



3 Prestandakrav

Prestandakraven som stalls pa diagnossystemet ar i forsta hand relaterade till detekter-och isolerbarhet. Det stalls aven krav pa hur lang tid det ska ta for systemet att startaeftersom DxC-ramverket tror att ett fel i programmet intraffat om det tar langre tid an 30sekunder att starta. Diagnossystemet maste kunna hantera avbrott innan alla berakningarar klara och da lamna den basta framraknade diagnosen.

Krav nr 21 Original Enkelfel som finns inducerade i testdata ochar detekterbara enligt detekterbarhetsanalysenska kunna detekteras av diagnossystemet.

1

Krav nr 22 Original Enkelfel som finns inducerade i testdata ochsom ar isolerbara enligt isolerbarhetsanalysenska kunna isoleras av diagnossystemet.

1

Krav nr 23 Original Dubbelfel som finns inducerade i testdata ochar detekterbara enligt detekterbarhetsanalysenska kunna detekteras av diagnossystemet.

2

Krav nr 24 Original Dubbelfel som finns inducerade i testdata ochsom ar isolerbara enligt isolerbarhetsanalysenska kunna isoleras av diagnossystemet.

2

Krav nr 25 Original Multipelfel som finns inducerade i testdata ochsom ar detekterbara enligt detekterbarhetsana-lysen ska kunna detekteras.

3

Krav nr 26 Original Multipelfel som finns inducerade i testdata ochsom ar isolerbara enligt isolerbarhetsanalysenska kunna isoleras av diagnossystemet.

3

Krav nr 27 Original Diagnossystemet ska starta upp pa mindre an30 sekunder.

1

Krav nr 28 Original Om avbrott i programmet sker innanberakningarna ar klara ska systemet svaramed den basta gissning som finns tillgangligvid tidpunkten for avbrottet.

1

3.1 Validering av diagnossystemet

For att kunna validera diagnossystemet ska det testkoras med de tillhandahallna datase-ten och resultaten i form av feldiagnoser ska jamforas med de verkliga inducerade felen.

Krav nr 29 Original Diagnossystemet ska testas med all tillhan-dahallen testdata fran NASA.

1



4 Ekonomi

Projektets ekonomi begransas till arbetstid for projektgruppen och handledningstid.

Krav nr 30 Original Maximalt 1440 timmar far anvandas for helaprojektet.

1

Krav nr 31 Original Maximalt 25 timmar handledningstid faranvandas.

1

5 Leveranser

Foljande leveranser ska utforas under projektet.

Leverans Dokument DatumBP2 Kravspecifikation 23 sepBP2 Systemskiss 23 sepBP2 Projektplan och aktivitetslista 23 sepBP2 Tidsplan 23 sepBP3 Testplan 7 oktBP3 Designspecifikation 7 oktBP5 Testprotokoll 29 novBP5 Anvandarhandledning 29 novBP6 Teknisk dokumentation 8 decBP6 Efterstudie 8 dec

Poster 8 decHemsida 8 decMuntlig presentation av projektet

tisdagar Tidsrapportering Kontinuerligt



6 Dokumentation

Foljande dokument ska produceras under projektets gang.

Dokument Sprak Syfte Malgrupp Format/mediaKravspecifikation Svenska Definierar alla krav pa

systemet.Bestallaren PDF

Systemskiss Svenska Oversiktlig beskriv-ning av systemet.

Projektgruppen PDF

Tidsplan Svenska Planering for hur tidenska distribueras i pro-jektet.

Projektgruppen PDF

Testplan Svenska Plan for vilka testersom ska utforas samthur och nar de ska ge-nomforas.

Projektgruppen PDF

Designspecifikation Svenska Noggrann beskrivningav systemet.

Projektgruppen PDF

Projektplan med ak-tivitetslista

Svenska Beskriver hur projek-tet ska utforas.

Projektgruppen PDF

Anvandarhandledning Svenska Instruktioner for hursystemet anvands.

Anvandare PDF

Teknisk dokumenta-tion

Svenska Dokumentation av allttekniskt i projektet.

Projektgruppen/Bestallaren

PDF

Efterstudie Svenska Utvardering av projek-tet.

Bestallaren PDF

Tidrapport Svenska Rapportering avanvand tid till projek-tet.

Bestallaren PDF

Poster Svenska Poster-presentation avprojektet

Tekniskt intressera-de

Tryckt A1

Hemsida Svenska Hemsida med informa-tion om projektet.

Html sida paintern webb-plats

Krav nr 32 Original All dokumentation ska goras utgaende franLIPS-mallar [Krysander, 2010].

1

6.1 Utbildning

Foljande krav stalls pa utbildning av projektgruppens medlemmar.

Krav nr 33 Original Intern snabbkurs i Diagnos och Overvakningska hallas for de gruppmedlemmar som ej lastdenna kurs.

1

Krav nr 34 Original Alla medlemmar i projektgruppen ska narvaravid en kompetensforelasning av Erik Frisk.

1

Krav nr 35 Original Samtliga gruppmedlemmar ska se till att fagrundlaggande kunskaper i LATEX for att kunnaproducera dokument i detta format.

1



Referenser

C. Krysander. Lips ar en projektmodell. http://www.liu.se/cul/resurser/lips?l=sv,September 2010. hamtad: 2010-09-21.

T. Kurtoglu, S. Narasimhan, S. Poll, D. Garcia, L. Kuhn, J. de Kleer, and A. Feldman.Second international diagnostic competition (dxc’10). http://www.phmsociety.org/sites/phmsociety.org/files/wp10-dxc.pdf, Maj 2010. hamtad: 2010-09-20.


http://www.liu.se/cul/resurser/lips?l=sv

http://www.phmsociety.org/sites/phmsociety.org/files/wp10-dxc.pdf

http://www.phmsociety.org/sites/phmsociety.org/files/wp10-dxc.pdf

Documents

Kravspecifikation Diagnos av elkraftsystem i satellit · Dokumenthistorik Version Datum Utförda ändringar Utförda av Granskad 0.1 9 sep 2010 Första utkastet EA MK alla 0.2