Разработка и исследование алгоритмов идентификации и векторного управления в асинхронном электроприводе Цель работы
|
Скачать 1.38 Mb.
|
| Разработка способов экспериментального определения параметров и механических характеристик асинхронных двигателей Цель работы: Исследовать и разработать способы, алгоритмов и программного обеспечения для экспериментального автоматизированного определения механических характеристик и параметров асинхронных двигателей В работе требуется решить следующие задачи: Разработать сравнительно простой и вместе с тем достаточно точный способ измерения динамических механических характеристик, близких к статическим. Методы исследования, используемые в работе: 1. Разработать метод измерения динамических механических характеристик АД, близким к статическим, рекомендуемый к использованию в научных исследованиях, при проведении учебных лабораторных занятий и при приемо-сдаточных испытаниях в ремонтно-производственных организациях. 2. Разработать методы и алгоритмы для определения активных сопротивлений и индуктивностей статора и ротора АД при неподвижном роторе. 3. Проанализировать шум измерительной системы, подтверждающий допустимость применения статистических методов устранения помех в измеряемом сигнале. 4. Произвести сравнение различных методов статистической обработки зашумленных сигналов системы измерения с целью минимизации ошибки измерения. 5. Получить расчетные формулы для определения обобщенных параметров статора и ротора и коэффициента рассеяния асинхронного двигателя а по результатам измерения его переменных (момента, скольжения и действующего значения тока статора) при установившемся режиме работы в двух точках. 6. Рассмотреть на основе измерения напряжения, тока статора и скорости вращения возможное определение всех параметров асинхронного двигателя в режиме реального времени. Актуальность работы: Асинхронные двигатели являются простыми, надежными и наиболее распространенными электрическими машинами. К их недостаткам относится сложность управления моментом и скоростью вследствие нелинейности математического описания. Современные системы управления устраняют этот недостаток, что позволило асинхронному регулируемому электроприводу стать альтернативой электропривода постоянного тока. Для создания эффективной системы управления необходим алгоритм определения параметров. Знание параметров также важно для конструкторов и математического моделирования электропривода. Анализ публикаций по способам экспериментального определения параметров АД показывает, что необходимость обеспечения высокого качества работы электроприводов с полупроводниковыми преобразователями, и прежде всего с ПЧ, обусловливает повышенные требования к точности математического описания. Поэтому важное место в современном электроприводе занимает разработка эффективных способов экспериментального определения параметров двигателей. Многие современные преобразователи частоты, использующие математическую модель объекта управления, имеют встроенную функцию определения параметров. При этом способы определения параметров в информационных материалах фирм-изготовителей как правило не описываются. Из проведенного обзора установлено также, что вопросам определения параметров асинхронного двигателя посвящено много работ и разработаны разные подходы к данной проблеме. Несмотря на то, что имеются многочисленные публикации, посвященные проблеме определения параметров АД (особенно в зарубежных журналах), в них рассматриваются только отдельные вопросы. Особенно мало исследований посвящено вопросам разработки алгоритмов и полного математического описания, связанного с конкретной обработкой результатов экспериментов. Создание экспериментальных устройств для измерения параметров АД связана с решением следующих проблем: разработка или выбор схем включения обмоток двигателя для измерения переменных (токов и напряжений), в которых содержится информация о параметрах АД; анализ и разработка математического описания выбранных схем с целью получения расчетных формул или математической процедуры для обработки результатов экспериментов; подбор или разработка численных методов для математической обработки результатов экспериментов с целью получения конечных оценок параметров АД. Рекомендации по содержанию работы (содержание теоретической и экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы) : Введение 1. ОБОСНОВАНИЕ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. 1.1. Анализ экспериментальных способов определения параметров АД. 1.2. Анализ экспериментальных способов измерения механических характеристик АД. 1.3. Постановка задач для исследований. 2. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, БЛИЗКИХ К СТАТИЧЕСКИМ. 2.1. Измерение статических характеристик. 2.2. Способ измерения динамической характеристики, близкой к статической. 2.3. Измерение момента испытуемого двигателя по моменту нагрузочной машины. 2.4. Определение момента испытуемого двигателя по его измеренным переменным. 2.4.1. Выбор формул для измерения электромагнитного момента АД. 2.4.2. Измерение момента испытуемого двигателя по переменным статора АД. 2.4.3. Измерение момента испытуемого двигателя по переменным ротора ИД. 2.4.4. Программные средства управления устройством ЦАП-АЦП. 2.5. Выводы по главе. 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АД ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ НЕПОДВИЖНОМ РОТОРЕ. 3.1. Математическое описание испытуемых схем включения 3.1.1. Вывод расчетных формул для схемы спадающего тока. 3.1.2. Вывод расчетных формул для схемы возрастающего тока. 3.2. Определение обобщенных параметров АД при использовании регрессионного анализа. 3.2.1. Метод градиентного спуска. 3.2.2. Метод Левенберга-Марквардта. 3.3. Экспериментальная проверка. 3.3.1. Метод интегрально-дифференциальных критериев 3.3.1.1. Определение параметров АД по схеме спадающего тока. 3.3.1.2. Определение параметров АД по схеме возрастающего тока. 3.3.2. Регрессионный анализ. 3.3.2.1. Определение параметров АД по схеме спадающего тока. 3.3.2.2. Определение параметров АД по схеме возрастающего тока. 3.3.3. Анализ результатов. 3.4. Выводы по главе. 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБОБЩЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО ИЗМЕРЕННЫМ ПЕРЕМЕННЫМ ДВУХ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ. 4.1. Вывод расчетных формул. 4.2. Экспериментальная проверка расчетных формул. 4.3. Выводы по главе. 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАСШИРЕННОГО ФИЛЬТРА КАЛМАНА. 5.1. Применение фильтра Калмана в задачах измерения состояния и параметров динамических систем. 5.2. Определение состояния и параметров асинхронного двигателя. 5.2.1. Определение обобщенного параметра a's. 5.2.2. Определение параметров кх, кг и потокоспепления ротора. 5.2.3. Определение обобщенных параметров а'г. 5.3. Выводы по главе. Расширенный список рекомендуемой литературы: 1. Амосов А.А., Дубннский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров: Учеб. пособие.— М.: Высш. шк. 1994. — 544 е.: ил. 2. Асинхронные двигатели серии 4 А: Справочник// А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская.— М.: Энергоатомиздат, 1982.504 е.: ил. 3. Барац Е.И. Разработка и исследование усовершенствованных структур электроприводов на основе систем ПЧ-АД при различных способах управления: Диссертация канд. техн. наук: 05.09.03. — Екатеринбург, 2000. —250 с. 4. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов: Пер. с англ.— М.: Мир, 1974. — 464 с. 5. Бронштейн И.Н. Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов: Справочник. — 15-е изд. — М.: Наука. Физматлит, 1998. — 608 с. 6. Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями.—3-е перераб. изд.— М.: Энергоиздат, 1982.—216 е., ил. 7. Бюттнер Ю., Гусяцкий Ю.М., Кудрявцев А.В. и др. Электропривод переменного тока с частотным управлением. — М., МЭИ, 1989. — 76 с. 8. Васильев В.П. Цифровые фильтры в радиоприемных устройствах (методы расчета) — М.: МЭИ, 1990. — 84 с. 9. Васильев В.П. Цифровые фильтры в радиоприемных устройствах (основы цифровой фильтрации) — М.: МЭИ, 1987. — 76 с. 10. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. — М.: Энергия, 1966. — 344 с.:ил. 11. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов втузов.3.е изд., перераб. — Л.: Энергия, 1978, — 832 с.:ил. 12. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. — М. 1998. — 864 с.:ил. 13. Голубь Н.Г. Искусство программирования на Ассемблере. Лекции и упражнения. — СПб.: ООО "Диасофт", 2002. — 656 с.:ил. 14. Гольденберг Л.М. и др. Цифровые фильтры. — М.: Связь, 1974. — 60 с.:ил. 15. Гольдфарб Л.С. Конспект лекций по курсу "Теория автоматического регулирования". — М., 1965,256 с.:ил. 16. Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа иматематической обработки результатов опыта. — М., 1970.— 432 е.: ил. 17. Гучаншев Х.М. Идентификация параметров моделей асинхронных двигателей для систем электроснабжения. Диссертация канд. техн. наук: 05.09.03. — Краснодар, 1998. — 163 с. 18. Двигатели асинхронные трехфазного тока крановые и таллургические серий MTF, MTKF, МТН, МТКН. Электротехника, 01.30.01-82, Информэлектро, 1982. 19. Димитров Д.А., Михов М.П Построение механических характеристик АД при номинальном напряжении.// Изв. ВМЕИ Ленин, 1976, — №2 — с. 13-20 20. Зевеке Г.В. Ионкин П.А. и др. Основы теории цепей: Учебник для вузов. — 5-е изд., перераб.— М.:Энергоатомиздат, 1989. — 528 е.: ил. 21. Иванов-Смоленский А.В. Универсальные механические характеристики асинхронных машин с учетом скорости изменения скольжения: Электричество. — 1963, — №1, с. 48-52. 22. Иванов-Смоленский А.В. Влияние скорости изменения скольжения на момент асинхроной машины: Электричество. — 1950, —№ 6, с. 54-60. 23. Карташев В.Г. Николаев A.M. Дискретные и цифровые сигналы и фильтры. Общая теория устойчивости равновесия. — МЭИ, 1981. 24. Каширских В.Г., Завьялов В.М. Определение в реальном времени активного сопротивления и потокосцепления ротора асинхронного двигателя при его работе в установившемся режиме// Вестн. КузГТУ.— 2003, — №1, — С.21 -24. 25. Каширских В.Г., Завьялов В.М. Определение индуктивности ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором// Вестн. КузГТУ. — 2003. — №1, — с.20-21. 26. Каширских В.Г., Завьялов В.М. Оценка параметров и состояния асинхронного двигателя при динамической нагрузке. — М.: 2002, — 11 с. Деп. В ВИНИТИ 26 дек. 2002, №2265-В2002 27. Каширских В.Г., Завьялов В.М. Оценка параметров и состояния асинхронного двигателя при установившемся режиме работы. — М., — 2002. — 11 с. — Деп. В ВИНИТИ 26 дек. 2002, №2266-В2002 28. Каширских В.Г., Завьялов В.М. Соколов Д.В. Идентификация параметров асинхронного электродвигателя с помощью метода наименьших квадратов// Вестн. КузГТУ.—2002.-№2.— С.17-19. 29. Каширских В.Г., Завьялов В.М. Соколов Д.В. Идентификация параметров асинхронного электродвигателя с помощью расширенного фильтра Калмана// Вестн. КузГТУ.—2002,—№2,— С. 18-20. 30. Каширских В.Г., Завьялов В.М. Соколов Д.В. Определение кривой намагничивания асинхронного двигателя по результатам испытания на холостом ходе// Вестн. КузГТУ. — 2002, — №2, — С. 14-16. 31. Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов. — 3-е изд. перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1998. — 704 е.: ил. 32. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. — М.: Высшая школа, 1994. — 318 с.:ил. 33. Кравченко Ю.И., Вакуленко К.Н. Устройство для оценки качества механической характеристики общепромышленных асинхронных двигателей// Вестн. Киевского политехнического института.— 1976. №13 —с. 44-47. 34. Краличкин Л.К. Погрешности косвенных методов измерения полезного момента асинхронного двигателя// Тр. Горькое. Ин-та инж. Вод. Трансп. — 1975 — № 78 — с. 92-98. 35. Краличкин Л.К Измерение вращающего момента при переменной скорости вращения асинхронного двигателя// Тр. Горьков. Ин-та инж. Вод. Трансп. — 1980 — №182 — с. 77-82. 36. Крановое электрооборудование: Справочник/Алексеев Ю.В., 37. Богословский А.П., Певзнер Е.М. и др. ; под ред. А.А, Рабиновича. — М.: Энергия, 1979. — 240 с.:ил. 38. Кривоцюк Ан. А. Фильтр Калмана в задачах измерения параметров нелинейных динамических систем//Измерительная техника. — 1986, — №7. —с. 8-10. 39. Лапа В.Г. Математические основы кибернетики. — Киев: Вища Школа. 1974.-452 с. 40. Масандилов Л.Б., Ташлицкий М.М. Способ быстрого измерения механических характеристик асинхронных двигателей// Труды МЭИ. Электропривод и системы управления — 2002. — Вып. 678. — С. 26-32.41. Система экспресс-анализа состояния маслонаполненных трансформаторов Цель работы: Своевременно выявить неисправность МНТ без его отключения путем использования технических средств и методики непрерывного контроля газов, растворенных в трансформаторном масле. В работе требуется решить следующие задачи: На основании анализа существующей системы контроля и диагностики силовых трансформаторов, обосновать использование регистрации газосодержания ТМ в составе маслонаполненных трансформаторов; выявить характерные газы, растворенные в ЖИ, регистрация которых позволит обнаружить большую часть дефектов, возникающих в МНТ; разработать алгоритм оценки работоспособности МНТ по выбранным диагностическим параметрам; предложить технические средства для анализа растворенных в ТМ газов в составе МНТ. Методы исследования, используемые в работе: 1. Обосновать теоретически и экспериментально минимальный набор газов, необходимый для индикаторного контроля состояния силовых трансформаторов. 2. Разработать алгоритм определения работоспособности МНТ при экспресс - анализе газосодержания ТМ в составе силовых трансформаторов, который основан на определении концентрации выбранных газов: водорода, метана и окиси углерода. 3. Предложить математическую модель теплового процесса остывания изоляционного масла при выделении газов, растворенных в ТМ. 4. На основании теоретических и экспериментальных исследований предложить методику прогнозирования состояния МНТ по изменению концентрации газов, растворенных в ТМ. Актуальность работы: В городских и сельских электросетях эксплуатируется большое число маслонаполненных трансформаторов (МНТ). В энергосистемах одни МНТ находятся под постоянным контролем высококвалифицированного персонала, другие, расположенные в труднодоступной местности, осматриваются эпизодически. Учитывая то, что в настоящее время, в связи с экономическими трудностями, число вновь вводимых в эксплуатацию МНТ незначительно, основной задачей, решаемой при эксплуатации МНТ, является обеспечение их долговременной безаварийной эксплуатации. Для этого необходимо своевременно определять отклонения рабочих режимов МНТ. В большинстве случаев повреждение МНТ происходит в результате длительного воздействия неблагоприятных (локальных перегревов, частичных разрядов и т.д.) факторов. Очень часто, развитие дефекта носит лавинообразный характер, поэтому своевременное определение развивающегося дефекта позволит принять меры по предупреждению его развития и длительному сохранению работоспособности МНТ. Рекомендации по содержанию работы (содержание теоретической и экспериментальной частей корректируется по указанию научного руководителя или по заданию предприятия-заказчика при выдаче задания на выполнение работы) : Введение 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ. 1.1. Анализ повреждаемости силовых трансформаторов. 1.2. Анализ существующего контроля состояния маслонаполненного трансформатора. 1.3. Диагностические показатели жидкой изоляции и технические средства их контроля. 1.4. Предлагаемая система экспресс-анализа состояния маслонаполненных трансформаторов. Выводы по главе. 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ МАСЛОНАПОЛНЕННОГО ТРАНСФОРМАТОРА. 2.1. Анализ дефектов, возникающих при работе маслонаполненных трансформаторов и характерные газы, их концентрации. 2.1.1 Основные положения моделирования диагностики состояния силового трансформатора. 2.1.2 Характеристика дефектного состояния маслонаполненных трансформаторов. 2.1.3 Определение граничных значений показателей, характеризующих состояние маслонаполненных трансформаторов. 2.2. Условия и факторы выделения газов из жидкой изоляции. 2.3. Технические средства выделения и регистрации газов. 2.3.1. Обоснование камеры выделения газов из трансформаторного масла. 2.3.2. Обоснование и выбор технических средств для определения газосодержания жидкой изоляции. Выводы по главе. 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫДЕЛЕНИЯ РАСТВОРЕННЫХ В МАСЛЕ ГАЗОВ. 3.1 Описание камеры для выделения газов из ТМ. 3.1.1 Описание лабораторной установки для исследования выделения и регистрации газов, растворенных в масле. 3.1.2 Лабораторные исследования и анализ полученных результатов. 3.2 Влияние стимулирующих факторов, используемых при выделении газов, на степень старения ТМ. 3.3 Математическая модель теплового процесса остывания масла в камере выделения газов. 3.4 Предлагаемая система экспресс-анализа состояния маслонаполненных трансформаторов. Выводы по главе. 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРЕДЛОЖЕННОЙ СИСТЕМЫ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ МАСЛОНАПОЛНЕННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЗАКЛЮЧЕНИЕ, ОБЩИЕ ВЫВОДЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ .104 4.1 Обоснование варианта установки измерительной камеры в составе силового трансформатора. 4.2 Исследование возможности регистрации изменения концентрации газов. 4.3 Анализ изменения состояния МНТ, алгоритмы обработки данных. Выводы по главе. |
Похожие:
 |
Исследование алгоритмов идентификации для систем бездатчикового векторного... Разработка и исследование алгоритмов идентификации и векторного управления в асинхронном электроприводе |
 |
Обоснование структуры, параметров и алгоритмов управления электротехническим... |
|
Лабораторная работа №2 Разработка цифровой системы фильтрации сигнала. Цель работы Цель работы: разработка собственной системы обработки сигнала, реализующей ких-фильтрацию, на базе типового аппаратного и программного... |
|
Фгбоу во «КубГУ» Физико-технический факультет Кафедра оптоэлектроники Допустить к защите в гэк Целью работы является разработка векторного вольтметра, измеряющего комплексный коэффициент передачи по напряжению четырехполюсников... |
|
Исследование аппроксимационных алгоритмов решения обратных задач технической диагностики |
|
Об использовании проблемно-ориентированных языков программирования... В статье рассматривается один из возможных подходов к проблемам проектирования лингвистических алгоритмов и к способам организации... |
|
Курсовая работа по дисциплине «Управление процессами» Разработка и исследование алгоритма повышения эффективности процесса за счет управления входными данными и ресурсами |
|
Техническое задание на текущий ремонт шкафов управления апс филиала... Тестирование работоспособности шкафов управления автоматических пунктов секционирования вдольтрассовой воздушной линии 10 кВ в различных... |
|
Лабораторная работа №1 Разработка описания и анализ информационной... Цель работы: описать и проанализировать информационную систему, распределить роли в группе разработчиков |
|
Инструкция по документационному обеспечению управления Документы... Целью курсовой работы является исследование научной проблемы управления документацией в организации, описание структуры и раскрытие... |
|
1. Цель и задачи работы Цель работы – изучение конкурентных практических умений и навыков безопасной работы с торговым оборудованием, законодательными и... |
|
Название продукта Алгоритм векторного управлния сочетает тоный расчет скорости и функцию самоизучения параметров электродвигателя. Этим достигается... |
|
Дипломная работа по специальности 230401. 65 «Прикладная математика»... Исследование проблемы моделирования феномена самосборки и разработка требований к инструментальным средствам моделирования |
|
Нуйдель Ирина Владимировна Адрес г. Нижний Новгород, ул. Шимборского, д. 3, кв. 39 (прописка) «Разработка алгоритмов обработки изображений в однородных распределенных нейроноподобных системах». Присвоена ученая степень кандидата... |
|
Система идентификации транспортных объектов Система автоматической идентификации (сито) служит для автоматической электронной идентификации транспортных объектов (ТО), автомобильного... |
|
Отдела боевых алгоритмов и программ В 77 Воспоминания военных программистов отдела боевых алгоритмов и программ рлс до «Дунай-3» системы про а-35. М.: Издательство «Перо»,... |