变频调速系统的多目标故障诊断与容错控制

基本信息
批准号:51377032
项目类别:面上项目
资助金额:82.00
负责人:于泳
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王高林,孙伟,徐榕,牧德锐,朱明君,周桃,房云广,胡金阳
关键词:
容错控制故障诊断变频调速
结项摘要

Variable frequency control system is widely used in industry and national defense areas. As the core of variable frequency control system, the inverter often gets into fault state due to high voltage, high current and complex electromagnetic environment, cause huge economic losses, even harm the personal safety, thus its safety and security issue is a burning question. This project abandoned the traditional idea which reliability is acquired by redundancy. Under the premise of not adding any hardware resources, this project will focus on the fault diagnosis and tolerant control of switches, current sensors, speed sensor and DC-link capacitors, innovatively puts forward the single current sensor based vector control scheme,self reconfigurable observer to carry out the integrative fault diagnosis and tolerant control of speed sensor and current sensors; puts forward a kind of non-linear propotional-integral observer to diagnose the faults of multiple switches,imporve the diagnosis speed and avoid misdiagnosis; accomplish the tolerant four switches or three switches PWM modulation strategy and overmodulation strategy; identify the ESR and capacitance of DC link capacitor, and then carry out the failure analysis and life prediction. The above research will improve the fault tolerance of variable frequency control system, avoid abnormal shutdown and economic losses, and provide the theoretical basis and technical support for reliability research of variable frequency control system.

变频调速系统在工业和国防领域应用广泛,而作为其核心的变频器在高电压、大电流构成的复杂电磁环境下易发生故障,造成巨大的经济损失,危害人身安全,其安全性和可靠性问题亟待解决。本课题摒弃了传统方法中以冗余换取可靠性的思想,在不增添任何硬件资源的前提下,针对易发生故障的开关管、电流传感器、速度传感器及直流母线电容器开展故障诊断及容错控制研究。创新性地提出了单电流传感器矢量控制理论、可重构状态观测器理论进行速度传感器和电流传感器的集成故障诊断;提出了一种非线性比例积分全阶观测器进行开关管的多管故障诊断,提高诊断速度,避免误诊断;研究四开关甚至三开关拓扑结构的容错控制PWM调制策略及过调制策略;离线辩识直流母线铝电解电容的电容值和ESR值,提炼失效性分析标准,进行寿命预测。本课题的研究将会提升变频调速系统的故障容限,规避异常停机所造成的巨大经济损失,为变频调速系统的可靠性研究提供理论基础和技术保障。

项目摘要

变频调速系统在工业和国防领域应用广泛,而作为其核心的变频器在高电压、大电流构成的复杂电磁环境下易发生故障,造成巨大的经济损失,危害人身安全,其安全性和可靠性问题亟待解决。本课题摒弃了传统方法中以冗余换取可靠性的思想,在不增添任何硬件资源的前提下,针对易发生故障的开关管、电流传感器、速度传感器及直流母线电容器开展故障诊断及容错控制研究。创新性地提出了单电流传感器矢量控制理论、可重构状态观测器理论进行速度传感器和电流传感器的集成故障诊断;提出了一种非线性比例积分全阶观测器进行开关管的多管故障诊断,提高诊断速度,避免误诊断;研究四开关甚至三开关拓扑结构的容错控制PWM调制策略及过调制策略;离线辩识直流母线铝电解电容的电容值和ESR值,提炼失效性分析标准,进行寿命预测。本课题的研究将会提升变频调速系统的故障容限,规避异常停机所造成的巨大经济损失,为变频调速系统的可靠性研究提供理论基础和技术保障。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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