Նոր մեթոդ բարձրացող սխալների հայտնաբերման բեռի սվիչերում

Ներկայիս տարիներում, երբ բաշխման ավտոմատизацияն զարգանում է, բեռնային սահմանափակիչները լայնորեն օգտագործվում են բաշխման գծերում: Այնուամենայնիվ, մեխանիկական ձեռնարկություններից առաջացած անհաջողությունները աճում են, բարդեցնելով գծերի գործողությունը և սպասարկումը:

Սխալների գլխավոր պատճառը վատ մեխանիկական գործակալությունն է: Շատ գիտնականներ ուսումնասիրում են մեծ մասշտաբով սահմանափակիչների գործողությունը, օգտագործելով գործիքների հոսանքի հայտնաբերում, տատանումների համար սիգնալների վերլուծություն, սահմանափակիչների ճանապարհի փորձարկում, ուլտրասոնական ուժեղության ստուգում և ինֆրակարմիր թերմոմետրիա: Մոտոր-հոսանքի հիմնավորված սահմանափակիչների կարգը աշխատում է կոնտակտային սահմանափակիչների և հանման սահմանափակիչների համար, բայց ավելի քիչ կիրառվում է բեռնային սահմանափակիչների շարժման մեխանիզմի սխալների համար:

Բաշխման գծերում գործող բեռնային սահմանափակիչների հետ կապված հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ էներգիայի պահեստավորման մոտորի հոսանքի սիգնալները արտահայտում են սահմանափակիչի կարգը: Շարժման մեխանիզմի մեջ մեխանիկական հարցերը (օրինակ, սպիրալի անհատականություն, սահելություն, տուրբինայի անհատականություն) փոփոխում են հոսանքի սիգնալի պարամետրերը (ամպլիտուդ, տևողություն, մասնավոր գագաթներ): Հատական հատվածների հաճախ հանդիպող էներգիայի պահեստավորման մոտորի սահելության անհատականության վրա կենտրոնացրած, այս հոդվածը ուսումնասիրում է սխալների հատկությունների հանձնարարությունը և իդենտիֆիկացիան: Քայլերը՝ 1) Վերլուծել մոտորի հոսանքի հատկությունները, բաժանել ալիքային ձևերը 4 stadgum, և գնահատել յուրաքանչյուր stadgum: 2) Դիզայնել տարբեր պայմանների համար հոսանքի ալիքային ձևերի համար տվյալների հավաքագրման սարք: 3) Նախանշել գրառման սկիզբ ալգորիթմը, հատկությունների հանձնարարությունը և սխալների իդենտիֆիկացիայի մեթոդները: 4) Պարզաբանել փորձերով:

1 Էներգիայի պահեստավորման մոտորի հոսանքի հատկությունների վերլուծություն

Բեռնային սահմանափակիչները սովորաբար օգտագործում են DC մոտորներ սպիրալների սեղմումը էներգիայի պահեստավորման համար: Մոտորի գործողության ընթացքում ռոտորի արտադրած ուժային մոմենտը և արագությունը հարաբերում են ստատորի շղթայի հոսանքին: Սեղմական հոսանքի DC մոտորի էլեկտրոմագնիսական ուժային մոմենտը և լարումը հետևյալն են.

Հավասարման (1)-ում, T ներկայացնում է էլեկտրոմագնիսական ուժային մոմենտը, n ներկայացնում է պտտման արագությունը, Ia ներկայացնում է արմատային հոսանքը, Ra ներկայացնում է արմատային շղթայի դիմադրությունը, որը հաստատուն է, Ea ներկայացնում է սպիրալի ինդուկտացված էլեկտրոմոտիվ ուժը, U ներկայացնում է վերջացի լարումը, ΔU ներկայացնում է կոնտակտային լարման կորուստը, որը հաստատուն է, ϕ ներկայացնում է մագնիսական հոսքը, Ce ներկայացնում է էլեկտրոմոտիվ ուժի հաստատունը, և CT ներկայացնում է ուժային գործակիցը: Հավասարման (1) հիման վրա կարող ենք ստանալ.

Հավասարում (2)-ից, երբ բեռի հոսանքը փոքր է, արմատային հակազդումը դեմագնացնող էֆեկտը նեղ է, ուստի մագնիսական հոսքը համարվում է հաստատուն, և էլեկտրոմագնիսական ուժային մոմենտը համեմատական է բեռի հոսանքին: Երբ բեռի հոսանքը ավելանում է, ուժային մոմենտը ավելանում է, բայց պտտման արագությունը նվազում է: Այնուամենայնիվ, բարձր բեռի հոսանքից առաջացած դեմագնացնող էֆեկտը նվազում է մագնիսական հոսքը, որը կարող է ավելացնել արագությունը: Այս հակառակ էֆեկտները սովորաբար առաջ են բերում սեղմական մոտորի արագության թեթև նվազում: Նկար 1-ում ներկայացված է էներգիայի պահեստավորման DC մոտորի գործող տիպիկ հոսանքի ալիքային ձևը, որը բաժանված է 4 stadgum:

Stadgum 1 (t₀)–(t₁): Մոտորի սկիզբ

t₀ պահին բեռնային սահմանափակիչը ստանում է փակման հայտարարություն բաշխման կոնտրոլ միավորից, էներգիայով լիցնում է կոնտրոլ մոտորը բեռի հետ սկսելու համար: Մոտորի հոսանքը առաջ է առնում սկիզբի գագաթը t_st-ում, ապա արագ նվազում է մոտենալով կայուն գործողությանը:

Stadgum 2 (t₁)–(t₂): Մոտորի կայուն գործողություն

Մոտորը շարժում է փոխանցման տուրբինը անգամ: Այս stadgum-ում մոտորը կայուն է գործում թեթև բեռի դեպքում, մոտորի հոսանքի ամպլիտուդը Ia-ով:

Stadgum 3 (t₂)–(t₄): Սպիրալի էներգիայի պահեստավորում

Սպիրալի էներգիայի պահեստավորման ընթացքում մոտորի արտադրած ուժային մոմենտը աստիճանաբար ավելանում է, հասնելով առավելագույնը t3-ում, այդ պահին մոտորի հոսանքը նույնպես հասնում է stadgum-ի առավելագույն Im-ի: Այնուհետև մոտորի արտադրած ուժային մոմենտը աստիճանաբար նվազում է:

Stadgum 4 (t₄)–(t₅): Մոտորի հոսանքի դադարեցում

t4-ում սպիրալը հասնում է սահմանային սահմանափակիչին, կոտրում է մոտորի էներգիան: Մոտորի հոսանքը արագ նվազում է, մինչև հասնում է 0-ի t5-ում, և մոտորը դադարում է գործել:

2 Էներգիայի պահեստավորման մոտորի սահելության սխալների դիագնոստիկա
2.1 Սխալների սիմուլացիա և տվյալների հավաքագրում

Սահելության սխալի փորձարկումը սիմուլացվեց էլեկտրական սարքավորումների գործարանի բեռնային սահմանափակիչում (սցենարը նկար 2(a)-ում): Սահմանափակիչը լուսանկարով հանելուց հետո, մոտորի կայուն գործողության և սպիրալի էներգիայի պահեստավորման stadgum-ներում, սահմանափակիչը կիրառեց հակառակ լոկալ ուժեր սիմուլացնելու համար տուրբինի/սպիրալի սահելությունը: Սովորական հոսանքի հավաքագրման սարքը (նկար 2(b)) օգտագործում է ARM STM32F103 չիպը HSTS016L Hall հոսանքի թրանսֆորմատորի (DC մուտք: 0–30A) համար սիգնալներ հավաքելու համար: Որպես որ բացման հայտարարությունը չի պարունակում թիրախային հոսանքի ալիքային ձևը, այս հետազոտությունը կենտրոնացրած է փակման հոսանքի սիգնալի վրա:

2.2 Ալիքային գրառման սկիզբ ալգորիթմ

Նկար 1-ից երևում է, որ արդյունավետ սիգնալի ալիքային ձևը կայանում է t₀-ից t₅-ի ժամանակային պատուհանում, որը բաղկացած է 4 stadgum-ներից տարբեր հոսանքի փոփոխություններով: Ավելին, տարբեր շարժիչ մոտորների միջև սիգնալների ամպլիտուդներում կան նշանակալի տարբերություններ: Այսպիսով, պարզ հոսանքի ամպլիտուդի սահմանափակումը որպես սիգնալի ալիքային գրառման սկիզբ ինքնին անհամապատասխան է: Այսպիսով, այս հետազոտությունը օգտագործում է միավոր ժամանակային պատուհանում հոսանքի փոփոխման արագությունը K_t և միջին արժեքը I_mean որպես սկիզբ սիգնալի ալիքային գրառման համար արդյունավետ սիգնալի ալիքային գրառում հասնելու համար: Միավոր ժամանակային պատուհանում հոսանքի փոփոխման արագությունը.

Յուրաքանչյուր ժամանակային պատուհանում միջին հոսանքը.

Հավասարումներ (3) և (4)-ում, I_(i) ներկայացնում է հոսանքի սիգնալը, M-ը ներկայացնում է միավոր ժամանակային պատուհանում նմուշառման կետերի քանակը, Δt-ն ներկայացնում է միավոր ժամանակային պատուհանի ժամանակային երկարությունը, և Δt = 0.02s այս հոդվածում, I₍₁₎-ը ներկայացնում է միավոր ժամանակային պատուհանում նմուշառման առաջին կետը:

2.3 Ժամանակային տիրույթի հատկությունների հանձնարարություն

Էներգիայի պահեստավորման մոտորի սահելության սխալի հայտնաբերման համար արտահայտական ինֆորմացիան հանձնարարվում է ժամանակային տիրույթի ցուցանիշների միջոցով: Kurtosis K-ն կարող է բնութագրել հոսանքի սիգնալի հարթությունը, քառակուսային միջին քառակուսի I_rms-ը կարող է բնութագրել հոսանքի սիգնալի միջին էներգիան, սկեվնես sk-ն բնութագրում է վիճակագրական տվյալների բաշխման ուղղությունը և ասիմետրիան, այն օգտագործվում է բնութագրելու հոսանքի ալիքային ձևի առավելագույն ամպլիտուդը և գագաթային գործակիցը C-ն:

Random Forest (RF) դասակարգման ալգորիթմը ինտեգրում է բազմաթիվ արագացող ծառեր: Արդյունքը որոշվում է յուրաքանչյուր առանձին արագացող ծառի կատեգորիաների մոդով, որը պարունակում է բարձր ճշգրտություն, լավ անհամատեղելի տվյալների վերաբերյալ լավ տարածքային լինի և ցածր ավելացման ռիսկ:

2.4 Random Forest ալգորիթմ