Оценивание состояния и функциональное диагностирование электромеханической системы с асинхронным двигателем

• Автор: Яфасов, Фарид Инсанович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОБЗОР МЕТОДОВ ГАРАНТИРОВАННОГО ОЦЕНИВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

1.1 Задача гарантированного оценивания состояния

1.2 Теоретикомножественный подход к решению задачи гарантированного оценивания

1.3 Метод эллипсоидов.

1.4 Метод векторных функций Ляпунова

1.5 Минимаксное оценивание

1.6 Метод матричных систем сравнения

1.7 Гарантированное оценивание состояния электромеханических систем с машинами переменного тока.
1.7.1 Уравнения обобщенной электрической машины переменного тока .
1.7.2 Особенности уравнений электрических машин переменного тока
1.7.3 Алгоритм гарантированного оценивания состояния обобщенной электрической машины
Выводы по главе 1.
Глава 2 ГАРАНТИРОВАННОЕ ОЦЕНИВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
2.1 Модель электромеханической системы с асинхронным двигателем
2.2 Методика оценивания состояния асинхронного двигателя
2.3 Моделирование в пакете МаЬаЬ.
2.4 Сравнительный анализ с другими способами построения оценок
состояния.
Выводы по главе 2.
Глава 3 ГАРАНТИРОВАННОЕ ОЦЕНИВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ.
3.1 Экспериментальная установка для реализации алгоритмов оценивания в реальном времени
3.2 Алгоритмы обработки данных по результатам измерений.
3.3 Идентификация параметров модели асинхронного двигателя
3.4.1 Сравнение полной и упрощенной моделей асинхронного двигателя.
3.4.2 Сравнение упрощенной модели асинхронного двигателя и результатов измерений на экспериментальной установке
3.4.3 Сравнение полной модели асинхронного двигателя и результатов измерений на экспериментальной установке
3.4 Методика оценивания состояния электромеханической системы с асинхронным двигателем в реальном времени.
3.5 Результаты оценивания состояния системы на экспериментальной
установке
Выводы по главе 3
Глава 4 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
4.1 Алгоритмы функционального диагностирования электромеханической
системы.
4.2 Функциональное диагностирование электромеханической системы на
экспериментальной установке
4.3 Проверка условия обнаружения неисправности.
4.4 Обнаружение грубых ошибок измерений.
Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Рассматриваемые в данной работе методы построения оценок состояния относятся к детерминированным методам и не требуют знания вероятностных характеристик объекта исследования. Как отмечено в [], количество областей приложений, использующих детерминированный подход к построению гарантированных оценок состояния систем управления, постоянно возрастает, что в частности, можно объяснить появлением более совершенного матобеспечения: # «помимо традиционных задач моделирования в целях навигации и управления движением, они, например, охватывают задачи экологии, энергетики, экономики, химическую инженерию и даже фармакокинетику». Тем не менее, для встраиваемых систем функционального диагностирования и обнаружения неисправностей реальных электромеханических (и не только) систем вопросы скорости вычислений, минимума требований к аппаратной части по-прежнему » критичны. Целью работы является развитие и практическая реализация методов и алгоритмов гарантированного оценивания состояния и функционального диагностирования электромеханической системы с асинхронным двигателем в реальном времени. Обзор существующих методов и алгоритмов гарантированного оценивания, их сравнительный анализ. Определение требований к методам и алгоритмам оценивания в реальном времени. Выбор математической модели для описания процессов в электромеханической системе. Анализ особенностей модели и их использование при построении алгоритма оценивания. Модификация алгоритма гарантированного оценивания состояния с применением матричных неравенств к рассматриваемому классу электромеханических систем. Программная реализация полученного алгоритма оценивания и компьютерное моделирование поведения электромеханической системы с построением оценок состояния, сравнительный анализ на основе выбранной системы с другими способами оценивания состояния, разработка методики гарантированного оценивания состояния асинхронного двигателя. Проектирование и конструирование экспериментальной установки для практической реализации полученного алгоритма оценивания состояния в реальном времени, идентификация параметров математической модели асинхронного двигателя по экспериментальным данным. Программная и аппаратная реализация алгоритмов сбора и обработки текущих измерений, построения оценок состояния системы в реальном времени, разработка экспериментальной методики гарантированного оценивания состояния электромеханической системы с асинхронным двигателем в реальном времени. Разработка алгоритма и методики функционального диагностирования электромеханической системы с асинхронным двигателем, программная реализация алгоритма на экспериментальной установке в реальном времени. Объектом исследования является электромеханическая система с асинхронным двигателем, а предметом исследования - алгоритмические и программные средства оценивания состояния и функционального диагностирования объекта в реальном времени. Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, современной теории управления, математического моделирования, теории электрических машин, цифровой обработки сигналов, теории множеств, аналитической геометрии. Экспериментальные исследования и расчеты выполнены на ПЭВМ, сопряженной с экспериментальной установкой, с использованием стандартных и специально разработанных программ. Научная новизна. С учетом отмеченных особенностей модели электромеханической системы получен модифицированный алгоритм гарантированного оценивания состояния обобщенной электрической машины по результатам измерения механической координаты и части электрических координат. Разработана методика и алгоритм оценивания состояния асинхронного двигателя, выполнена программная реализация алгоритма, получены результаты компьютерного моделирования и оценивания состояния электромеханической системы с асинхронным двигателем. Разработан программно-аппаратный комплекс, экспериментальная методика оценивания состояния двигателя, получены результаты гарантированного оценивания состояния по результатам измерений на экспериментальной установке.