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機関車エンジンのパフォーマンスソフトウェア
仮想センシング、最適センサーの選定、 推定器/観測器の設計

スコープ

Questはお客様より、排気規制(炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、NOX、粒子状物質(PM))に適合するソフトウェアの設計、機関車エンジン向けの仮想センシングスキーム開発、推定器設計に見合う最適なセンサーセットの選定、最適な推定器(カルマンフィルター)の設計およびそのパフォーマンス評価といった総合的な依頼を受領しました。

 

アプローチ

Quest Globalのエンジニアはエンジンの平均値モデル(非線形)から線形モデルを生成し、可観測性解析によって最適なセンサーセットを特定。また異なる運用状態に応じてシーケンスを用いたカルマンフィルターを設計したほか、広範囲なテストデータでQ(プロセス共分散)およびR(測定共分散)のチューニングを行いました。その後、カルマンフィルターに基づいて各スキームのパフォーマンスを評価し、プロジェクトを完了させました。

 

使用ツール:MATLAB & Simulink (R2010b)、Control Systems Toolbox、Stateflow、CVS

使用プラットフォーム:Windows 7

 

結果およびそのメリット

Questは機関車のコントローラー設計に先立ってセンサー構成評価を実施し、センサーの不具合がコントローラーや工場のパフォーマンスに及ぼす影響を検証。お客様は測定が不可能な場合においても、最適なセンサーの選定とシステム状態の予測を通じて大幅なコスト削減を達成することができました。