ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ПРИВОДОВ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ НА БАЗЕ МОДЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-4-114-121Ключевые слова:
диагностирование, привод, мобильный робот, модель, двигатель постоянного токаАннотация
В статье рассмотрены вопросы диагностирования приводов мобильных роботов (МР) на базе модели двигателя постоянного тока. Диагностика приводов МР выполнена путем наблюдения отклонения (невязки) между измеренными параметрами состояния приводов МР и их идеальными значениями, полученными с помощью эталонной модели. Разработана векторно-матричная модель привода МР на базе двигателя постоянного тока в пространстве состояний с учетом вязкого трения. В качестве обобщенных координат выбраны электрический ток якоря и угловая скорость вращения ротора ДПТ. Входными параметрами являются напряжение на якоре и момент сопротивления нагрузки. Параметрами модели являются активное сопротивление и индуктивность цепи и якоря, а также приведенный момент инерции и конструктивные постоянные привода. В качестве идентификационного параметра для диагностики привода выбран электрический ток. Получена зависимость изменения невязки электрического тока эталона и модели привода МР от величины сопротивления и индуктивности якоря привода относительно эталона. При увеличении дефекта - межвиткового замыкания обмотки якоря двигателя - уменьшается сопротивление и индуктивность обмотки якоря двигателя по сравнению с эталонной моделью, что приводит к увеличению невязки по электрическому току двигателя. При увеличении температуры незначительно увеличивается невязка по электрическому току двигателя на 0,32 А при увеличении сопротивления на 10 %.Библиографические ссылки
Ding S. X. Model-Based Fault Diagnosis Techniques. Design Schemes, Algorithms and Tools. Springer, London, 2013, 504 p. ISBN 978-1-4471-4798-5. DOI 10.1007/978-1-4471-4799-2.
Frank P. M. Fault Diagnosis in Dynamic Systems Using Analytical and Knowledge-Based Redundancy: A Survey and Some New Results. Automatica, 1990, vol. 26, no 3, pp. 459-474. DOI 10.1016/0005-1098(90) 90018-D.
Isermann R. Combustion Engine Diagnosis. Model-based Condition Monitoring of Gasoline and Diesel Engines and their Components. Springer-Verlag GmbH, Germany, 2017, 313 p. ISBN 978-3-662-49466-0. DOI 10.1007/978-3-662-49467-7.
Isermann R. Fault-Diagnosis Systems: An Introduction from Fault Detection to Fault Tolerance. Springer-Verlag, Berlin, 2006, 475 p. ISBN 978-3-540-30368-8.
Luo H. Plug-and-Play Monitoring and Performance Optimization for Industrial Automation Processes. Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH. 2017, 158 p. ISBN 978-3-658-15927-6. DOI 10.1007/978-3-658-15928-3.
Wang Y., Ma G., Ding S.X., Li C. Subspace aided data-driven design of robust fault detection and isolation systems. Automatica, 2011, vol. 47, pp. 2474-2480. DOI:10.1016/j.automatica.2011.05.028.
Гроп Д. Методы идентификации систем. М. : Мир, 1979. 302 с.
Жирабок А. Н., Филаретов В. Ф. Обеспечение робастности при диагностировании мехатронных систем // Материалы Международной научно-технической конференции. Таганрог : Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. С. 53-56.
Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. М. : Наука, 1991. 432 с.
Сейдж Э. П., Мелса Дж. Л. Идентификация систем управления. М. : Наука, 1974. 248 с.
Цыпкин Я. З. Основы информационной теории идентификации. М. : Наука, 1984. 320 с.
Штейнберг Ш. Е. Идентификация в системах управления. М. : Энергоатомиздат, 1987. 80 с.
Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М. : Мир, 1975. 686 с.
Калачев Ю. Н. Наблюдатели состояния в векторном электроприводе. - М., 2015. 80 с. [Электронный ресурс]. URL: URL:https://www.radiosovet.ru/ book/elektrotehnika/7181-nablyudateli-sostoyaniya-v-vektornom-elektroprivode.html.
Abramov I., Nikitin Y., Zorina O., Božek P., Stepanov P., Stollmann V. Monitoring of technical condition of motors and bearings of woodworking equipment. Acta Facultatis Xylologiae, 2014, vol. 56 (2), pp. 97-104. ISSN 1336-3824.
Abramov I. V., Nikitin Yu. R., Abramov A. I., Sosnovich E. V., Božek P. Control and diagnostic model of brushless DC motor. Journal of Electrical Engineering, 2014, vol. 65, no. 5, pp. 277-282. ISSN 1335-3632.
Абрамов И. В., Абрамов А. И., Никитин Ю. Р., Романов А. В. Диагностика систем приводов деревообрабатывающего оборудования с использованием нечеткой логики // Интеллектуальные системы в производстве. 2015. № 1. С. 31-34. ISSN 1813-7991.
Никитин Ю. Р., Абрамов И. В., Степанов П. И. Логико-лингвистическая модель диагностирования и прогнозирования остаточного ресурса мехатронных объектов // Интеллектуальные системы в производстве. 2013. № 2 (22). С. 79-87. ISSN 1813-7991.
Степанов П. И., Лагуткин С. В., Никитин Ю. Р. Комплексная токовая и вибродиагностика электромеханических систем // Интеллектуальные системы в производстве. 2013. № 2. С. 160-165. ISSN 1813-7991.
Степанов П. И., Лагуткин С. В., Никитин Ю. Р. Механические и электрические диагностические параметры электрических приводов // Интеллектуальные системы в производстве. 2014. № 2 (24). С. 59-63. ISSN 1813-7991.
Столбов К. Л., Никитин Ю. Р. Диагностирование мотор-редукторов прокатной линии стана 250 // Интеллектуальные системы в производстве. 2014. № 2 (24). С. 64-69. ISSN 1813-7991.
Среда динамического моделирования технических систем SIMINTECH : Практикум по моделированию систем автоматического регулирования / Б. А. Карташов, Е. А. Шабаев, О. С. Козлов, А. М. Щекатуров. М. : ДМК Пресс, 2017. 424 с.
