Kravspecifikation Diagnos av elkraftsystem i satellit Version 3.0 Ansvarig utgivare: Karin Ohlsson-O hman Datum: 29 november 200 Status Granskad Godka nd Kursnamn: Projektgrupp: Kurskod: Projekt: EF EF Reglerteknisk projektkurs, CDIO TSRT0 Diagnos av elkraftsystem 200--7 200--7 E-post: Ansvarig utgivare: Utgivarens E-post: Dokumentnamn: Karin Ohlsson-O hman karoh885@student.liu.se Kravspecifikation2.pdf
Projektidentitet Gruppens E-post: Hemsida: Beställare: Kursansvarig: Projektledare: Handledare: http://www.isy.liu.se/edu/projekt/tsrt0/200/diagnos Erik Frisk, Linköpings Universitet Tel: +46 (0)3-28574, E-post: frisk@isy.liu.se David Törnqvist, Linköpings Universitet Tel: +46 (0)3-28882, E-post: tornqvist@isy.liu.se Karin Ohlsson-Öhman Daniel Eriksson, Linköpings Universitet Tel: +46 (0)3-28 327, E-post: daner@isy.liu.se Gruppmedlemmar Namn Ansvarsområde Telefon E-post (@student.liu.se) Karin Ohlsson-Öhman Projektledare 070 8574863 karoh885 Emma Andersson Testansvarig 070 390802 emman332 Kurt Källkvist Dokumentansvarig 070 48897 kurka837 Fredrik Johansson Designansvarig 070 454782 frejo674 Martin Kågebjer Övriga 070 2849955 marka03 Sandra Alfredsson Övriga 070 2432807 sanal785
Dokumenthistorik Version Datum Utförda ändringar Utförda av Granskad 0. 9 sep 200 Första utkastet EA MK alla 0.2 3 sep 200 Omformaterat för andra L A TEX-mallar KK alla 0.3 4 sep 200 Andra utkastet SA KOÖ alla 0.4 5 sep 200 Tredje utkastet SA KOÖ alla 0.5 6 sep 200 Fjärde utkastet SA KOÖ alla 0.6 7 sep 200 Femte utkastet SA KOÖ alla, DE, EF 0.7 22 sep 200 Sjätte utkastet EA KK KK MK.0 24 sep 200 Första skarpa versionen KOÖ EF, DE. 5 nov 200 Reviderat krav 7, ändrat prioritet på krav KOÖ, EA alla 6, samt ändrat leveransdatum för BP5 och 6 2.0 6 nov 200 Omförhandlad version KOÖ EF DE 2. 7 nov 200 Krav 7 utgått ersatts med ett annat krav. KOÖ FJ DE 3.0 7 nov 200 Omförhandlad version KOÖ EF Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Innehåll Inledning. Parter................................................2 Syfte och mål............................................3 Användning.............................................4 Bakgrundsinformation...................................... 2 2 Översikt av systemet 3 2. Grov beskrivning av produkten................................. 3 2.2 Produktkomponenter....................................... 4 2.3 Beroende till andra system................................... 4 2.4 Ingående delsystem........................................ 4 2.5 Avgränsningar.......................................... 4 2.6 Designfilosofi........................................... 4 2.7 Generella krav på systemet................................... 5 2.8 Systemuppbyggnad........................................ 5 2.9 Implementering.......................................... 6 3 Prestandakrav 7 3. Validering av diagnossystemet.................................. 7 4 Ekonomi 8 5 Leveranser 8 6 Dokumentation 9 6. Utbildning............................................. 9
Diagnos av elkraftsystem Inledning Denna kravspecifikation är framtagen för ett projekt i kursen TSRT0, Reglerteknisk Projektkurs. I projektet ska ett diagnossystem skapas för att kunna diagnostisera ett elkraftsystem som skulle kunna sitta i en satellit. I Figur visas hur diagnosalgoritmen ska interagera med omvärlden. Källa Data med okänt fel Verklig diagnos Diagnosalgoritm Beräknad diagnos Sammanställning Resultat Evaluering Figur : Översikt av diagnosalgoritmens interaktion med omvärlden De krav som satts upp för projektet är listade enligt nedanstående mall. Varje krav har ett unikt nummer, där kraven numreras från ett och uppåt. Cellen, med rubriken förändring, anger när kravet tillkom i kravspecifikationen. Sedan följer en beskrivning av kravet, vilket efterföljs av kravets prioritet. Prioriteten är numrerad från ett till tre, där ett har högst prioritet. Krav nr X förändring Kravtext för krav nr X prioritet. Parter De parter som ingår i projektet är beställare Erik Frisk, handledare Daniel Eriksson samt projektgruppen bestående av Sandra Alfredsson, Emma Andersson, Fredrik Johansson, Martin Kågebjer, Kurt Källkvist och Karin Ohlsson-Öhman..2 Syfte och mål Syftet med projektet är att skapa ett diagnossystem för att diagnostisera ett elkraftsystem som skulle kunna sitta i en satellit. Målet är att ta fram ett så bra diagnossystem som möjligt som ska jämföras med andras lösningar av samma problem..3 Användning Diagnossystemet ska jämföras med liknande diagnossystem, vilka kan användas för att diagnostisera ett verkligt elkraftsystem. Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Diagnos av elkraftsystem 2.4 Bakgrundsinformation ADAPT står för Advanced Diagnostic and Prognostic Testbed och är utvecklat av NASA för att kunna testa olika diagnossystem. Sedan 2009 anordnas en internationell tävling där olika diagnossystem tävlar mot varandra i att på bästa sätt diagnostisera ett givet elkraftsystem som skulle kunna sitta i en satellit. DxC-ramverket är ett mjukvaruramverk som diagnosalgoritmen implementeras i för att kunna testas och utvärderas.[kurtoglu et al., 200] Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Diagnos av elkraftsystem 3 2 Översikt av systemet Systemet kommer att delas in i en modelleringsdel, en del för själva diagnosalgoritmen och en implementerings del. I modelleringsdelen kommer modeller för de olika komponenterna skapas och i diagnosalgoritmen kommer diagnostiseringen av systemet ske genom att använda sensordata och komponentmodellerna för att undersöka om komponenterna följer sina normala beteenden. Diagnosalgorittmen ska slutligen implementeras i DxCramverket. 2. Grov beskrivning av produkten Diagnossystemet ska kunna diagnostisera ADAPT-systemet och i så stor utsträckning som möjligt kunna detektera och isolera fel. I Figur 2 visas ett kretschema för ADAPTsystemet, där de komponenter som utgör systemet syns. De olika komponenterna som ingår i systemet kan delas upp i betterier, reläer, inverterare, sensorer och laster. För de olika komponenterna finns ett antal felmoder definierade som påverkar systemet i olika utsträckning om de infaller. Figur 2: Kretsschema för ADAPT-systemet [Kurtoglu et al., 200] Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Diagnos av elkraftsystem 4 2.2 Produktkomponenter Produkten ska bestå av en diagnosalgoritm utvecklad i C++ som implementeras i DxCramverket, en teknisk dokumentation som detaljerat beskriver diagnossystemet samt en användarhandledning som beskriver hur systemet används. 2.3 Beroende till andra system Diagnossystemet kommer vara implementerat i DxC-ramverket och därmed beroende av detta. 2.4 Ingående delsystem Systemet delas in i en modelleringsdel, en diagnosalgoritm samt en del för implementering i DxC-ramverket. Diagnosalgoritmen kommer att delas in i olika delar för att förenkla förändringar i systemet, som till exempel att en komponent tas bort. 2.5 Avgränsningar Diagnossystemet anpassas endast till att diagnostisera ADAPT-systemet och inte andra system. Dock ska det klara av vissa ändringar i ADAPT-systemet, till exempel att en sensor tas bort. 2.6 Designfilosofi Diagnossystemet kommer vara modellbaserat där varje komponent ska ha en egen modell. Detta gör att diagnossystemet kommer att vara modellbaserat och därmed enkelt att göra ändringar i. Utifrån modellerna kommer teststorheter att tas fram. Målet med teststorheterna är att kunna detektera olika fel i systemet genom att jämföra teststorheten med ett tröskelvärde. För systemet kommer det att göras både en detekterbarhetsanalys, för att se vilka fel som är detekterbara, och en isolerbarhetsanalys, för att se hur de detekterbara felen är isolerbara från varandra. Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Diagnos av elkraftsystem 5 2.7 Generella krav på systemet På systemet ställs följande generella krav. Krav nr Original Diagnossystemet ska vara integrerbart med DxC-ramverket. Krav nr 2 Original Detekterbarhetsanalys ska göras för att avgöra vilka fel som kan detekteras. Krav nr 3 Original Isolerbarhetsanalys ska göras för att avgöra vilka enkelfel som kan isoleras. Krav nr 4 Original Isolerbarhetsanalys ska göras för att avgöra vilka 2 dubbelfel som kan isoleras. Krav nr 5 Original Isolerbarhetsanalys ska göras för att avgöra vilka 3 multipelfel som kan isoleras. Krav nr 6 Original Robusthetsanalys ska göras för att avgöra hur känsligt systemet är för förändringar från modellernas referenstillsstånd. Krav nr 7 Reviderat Diagnossystemet ska vara så pass 200--5 användarvänligt att en person med grundläggande kunskaper inom diagnos ska kunna använda systemet enbart genom att läsa användarhandledningen. Med att använda systemet avses att starta och köra algoritmen ihop med dxc-ramverket. Krav nr 8 Original Små ändringar i ADAPT-systemet ska inte leda 2 till att mer än att relevanta parameterar i diagnossystemet behöver ändras. Krav nr 9 Original Analys ska göras för att undersöka om samtliga 2 sensorer i ADAPT-systemet är nödvändiga. Krav nr 0 Original Kommunikation mellan DxC-ramverket och diagnosalgoritmen ska hanteras med de API- er (Application Programming Interface) som medföljer DxC-ramverket. Krav nr Original Vid feldetektion ska en åtgärd rekommenderas. 2.8 Systemuppbyggnad Diagnossystemet ska vara modellbaserat och varje komponent ska ha en egen modell. Krav nr 2 Original Varje komponent ska ha en egen modell. Krav nr 3 Original Validering av modellerna ska göras och redovisas i den tekniska dokumentationen. Krav nr 4 Original Diagnossystemet ska kunna automatgenereras utifrån vetskap om vilka komponenter som finns i systemet och hur de är sammankopplade. 3 Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Diagnos av elkraftsystem 6 2.9 Implementering Diagnossystemet ska implementeras i DxC-ramverket som tillhandahålls av NASA för att utvärdera olika diagnossystem. Diagnossystemet kommer att implementeras i programmeringsspråket C++. Krav nr 5 Original Diagnossystemet ska innehålla prestandaparametrar som ska vara möjliga att ändra på för att göra systemet snabbare eller mer noggrant efter önskemål. Krav nr 6 Krav nr 7 Krav nr 8 Reviderat 200--5 Original Utgått 200--6 Infört 200--6 Diagnossystemet ska innehålla prestandaparametrar som ska vara möjliga att justera för att ändra falsklarmssannolikheten. En optimeringsalgoritm ska användas för att ta fram parametervärden som maximerar diagnossystemets resultat i utvärderingen av diagnosalgoritmen. Efter att diagnosalgoritmen har kompilerats ska användaren, med hjälp av användarhandledningen, kunna köra diagnosalgoritmen med ett skript där användaren kan välja vilken parameterfil samt vilket scenario som ska användas och var resultatet ska sparas. Krav nr 9 Original Diagnossystemets parametrar ska namnges så att det med hjälp av användarhandledningen går att tolka vilken typ av parameter det är samt vilken typ av komponenet parametern tillhör. Krav nr 20 Original Diagnossystemets parametrar ska vara enkla att ändra för personer med grundläggande kunskaper inom diagnos och övervakning. 2 2 3 3 Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Diagnos av elkraftsystem 7 3 Prestandakrav Prestandakraven som ställs på diagnossystemet är i första hand relaterade till detekteroch isolerbarhet. Det ställs även krav på hur lång tid det ska ta för systemet att starta eftersom DxC-ramverket tror att ett fel i programmet inträffat om det tar längre tid än 30 sekunder att starta. Diagnossystemet måste kunna hantera avbrott innan alla beräkningar är klara och då lämna den bästa framräknade diagnosen. Krav nr 2 Original Enkelfel som finns inducerade i testdata och är detekterbara enligt detekterbarhetsanalysen ska kunna detekteras av diagnossystemet. Krav nr 22 Original Enkelfel som finns inducerade i testdata och som är isolerbara enligt isolerbarhetsanalysen ska kunna isoleras av diagnossystemet. Krav nr 23 Original Dubbelfel som finns inducerade i testdata och är detekterbara enligt detekterbarhetsanalysen ska kunna detekteras av diagnossystemet. Krav nr 24 Original Dubbelfel som finns inducerade i testdata och som är isolerbara enligt isolerbarhetsanalysen ska kunna isoleras av diagnossystemet. Krav nr 25 Original Multipelfel som finns inducerade i testdata och som är detekterbara enligt detekterbarhetsanalysen ska kunna detekteras. Krav nr 26 Original Multipelfel som finns inducerade i testdata och som är isolerbara enligt isolerbarhetsanalysen ska kunna isoleras av diagnossystemet. Krav nr 27 Original Diagnossystemet ska starta upp på mindre än 30 sekunder. Krav nr 28 Original Om avbrott i programmet sker innan beräkningarna är klara ska systemet svara med den bästa gissning som finns tillgänglig vid tidpunkten för avbrottet. 2 2 3 3 3. Validering av diagnossystemet För att kunna validera diagnossystemet ska det testköras med de tillhandahållna dataseten och resultaten i form av feldiagnoser ska jämföras med de verkliga inducerade felen. Krav nr 29 Original Diagnossystemet ska testas med all tillhandahållen testdata från NASA. Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Diagnos av elkraftsystem 8 4 Ekonomi Projektets ekonomi begränsas till arbetstid för projektgruppen och handledningstid. Krav nr 30 Original Maximalt 440 timmar får användas för hela projektet. Krav nr 3 Original Maximalt 25 timmar handledningstid får användas. 5 Leveranser Följande leveranser ska utföras under projektet. Leverans Dokument Datum BP2 Kravspecifikation 23 sep BP2 Systemskiss 23 sep BP2 Projektplan och aktivitetslista 23 sep BP2 Tidsplan 23 sep BP3 Testplan 7 okt BP3 Designspecifikation 7 okt BP5 Testprotokoll 29 nov BP5 Användarhandledning 29 nov BP6 Teknisk dokumentation 8 dec BP6 Efterstudie 8 dec Poster 8 dec Hemsida 8 dec Muntlig presentation av projektet tisdagar Tidsrapportering Kontinuerligt Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Diagnos av elkraftsystem 9 6 Dokumentation Följande dokument ska produceras under projektets gång. Dokument Språk Syfte Målgrupp Format/media Kravspecifikation Svenska Definierar alla krav på systemet. Beställaren PDF Systemskiss Svenska Översiktlig beskrivning Projektgruppen PDF av systemet. Tidsplan Svenska Planering för hur tiden Projektgruppen PDF ska distribueras i projektet. Testplan Svenska Plan för vilka tester Projektgruppen PDF som ska utföras samt hur och när de ska genomföras. Designspecifikation Svenska Noggrann beskrivning Projektgruppen PDF av systemet. Projektplan med aktivitetslista Svenska Beskriver hur projektet ska utföras. Projektgruppen PDF Användarhandledning Svenska Instruktioner för hur Användare PDF systemet används. Teknisk dokumentation Svenska Dokumentation av allt Projektgruppen/ PDF tekniskt i projektet. Beställaren Efterstudie Svenska Utvärdering av projektet. Beställaren PDF Tidrapport Svenska Rapportering av Beställaren PDF använd tid till projektet. Poster Svenska Poster-presentation av projektet Tekniskt intresserade Tryckt A Hemsida Svenska Hemsida med information Html sida på om projektet. intern webb- plats Krav nr 32 Original All dokumentation ska göras utgående från LIPS-mallar [Krysander, 200]. 6. Utbildning Följande krav ställs på utbildning av projektgruppens medlemmar. Krav nr 33 Original Intern snabbkurs i Diagnos och Övervakning ska hållas för de gruppmedlemmar som ej läst denna kurs. Krav nr 34 Original Alla medlemmar i projektgruppen ska närvara vid en kompetensföreläsning av Erik Frisk. Krav nr 35 Original Samtliga gruppmedlemmar ska se till att få grundläggande kunskaper i L A TEX för att kunna producera dokument i detta format. Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf
Diagnos av elkraftsystem 0 Referenser C. Krysander. Lips är en projektmodell. http://www.liu.se/cul/resurser/lips?l=sv, September 200. hämtad: 200-09-2. T. Kurtoglu, S. Narasimhan, S. Poll, D. Garcia, L. Kuhn, J. de Kleer, and A. Feldman. Second international diagnostic competition (dxc 0). http://www.phmsociety.org/ sites/phmsociety.org/files/wp0-dxc.pdf, Maj 200. hämtad: 200-09-20. Kurskod: TSRT0 Utgivarens E-post: karoh885@student.liu.se Projekt: Diagnos av elkraftsystem Dokumentnamn: Kravspecifikation2.pdf