Fault Diagnosis of Lubrication Decay in Reaction Wheels Using Temperature Estimation and Forecasting via Enhanced Adaptive Particle Filter
Notice bibliographique
Résumé
Reaction wheels (RW), the most common attitude control systems in satellites, are highly prone to failure. A satellite needs to be oriented in a particular direction to maneuver and accomplish its mission goals; losing the reaction wheel can lead to a complete or partial mission failure. Therefore, estimating the remaining useful life (RUL) over long and short spans can be extremely valuable. The short-period prediction allows the satellite's operator to manage and prioritize mission tasks based on the RUL and increases the chances of a total mission failure becoming a partial one. Studies show that lack of proper bearing lubrication and uneven frictional torque distribution, which lead to variation in motor torque, are the leading causes of failure in RWs. Hence, this study aims to develop a three-step prognostic method for long-term RUL estimation of RWs based on the remaining lubricant for the bearing unit and a potential fault in the supplementary lubrication system. In the first step of this method, the temperature of the lubricants is estimated as the non-measurable state of the system using a proposed adjusted particle filter (APF) with angular velocity and motor current of RW as the available measurements. In the second step, the estimated lubricant's temperature and amount of injected lubrication in the bearing, along with the lubrication degradation model, are fed to a two-step particle filter (PF) for online model parameter estimation. In the last step, the performance of the proposed prognostics method is evaluated by predicting the RW's RUL under two fault scenarios, including excessive loss of lubrication and insufficient injection of lubrication. The results show promising performance for the proposed scheme, with accuracy in estimation of the degradation model's parameters around 2-3% of root mean squared percentage error (RMSPE) and prediction of RUL around 0.1-4% error.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».