Real time mechatronic drive parameters identification

Abstract

The parameters identification problems in mechatronic drives is analysed in the doctorial dissertation, the computer simulation models of the drive are compiled, the findings of the research of the identified imitated and measured mechatronic systems are presented, after having applied diverse laws of control. The work solves the tasks of synthesis and analysis. The first chapter reviews the tasks of the analysis when the input signals X are known (velocity and moment characteristics are known) as well as disturbances T (the moment of load), the equations of asynchronic motor systems are compiled after the solution of which the output variables Y are received (velocity and moment). The second chapter investigates the tasks of the analysis when the possible disturbances are determined (losses in uncontrolled and controlled drives, losses during the moment of transient processes etc.) and their effect on the quality of the output signal (compliance with the real measured transient processes of the motor velocity and moment). The probable influence of the idealization and allowable errors of the motor model onto the output signal (velocity and moment) is presented as well. The third chapter deals with the comparison of the received errors. The first and the most essential task of the work synthesis is the following i.e. how to the selected mathematical model of the drive, it is possible to match the correction of the parameters, under the operational condition of the prescribed input variables X (velocity and moment signal) and there are known/measured disturbances T (the moment of load, the voltage of the grid and the temperature of the environment) and the variables of the output Y (the moment produced by the motor, velocity, acceleration) and when partly the structure of the drive is known (is selected the mathematical model of the drive), it is required to specify the variables of the function F of the transfer in such a way as it could be possible to obtain the output variables Y. Thus, the model is specified for its velocity and moment transient processes, which comply the real motor. After compiling the mathematical model, which corresponds the real motor, there are again solved the tasks of analysis. Together with the introduction of the impact (input) signal X (the static and dynamic values of the velocity and moment), the identified model presents the change in time of the output signals (velocity and moment) which satisfy the appropriate real transient processes of the motor. There have been made seven scientific publications regarding the doctorial dissertation theme, namely three in the periodically reviewed scientific publications: one in the scientific journal, in the data base of Thomson Reuters Web of Science; two – in periodic Lithuanian journals; four in the reviewed international conference material. There have been made eight presentations concerning the theme of the dissertation in the conferences of Lithuania and the other countries.

Disertacijoje nagrinėjamos parametrų identifikavimo problemos mechatroninėse pavarose, sudaromi pavaros identifikavimo kompiuteriniai imitaciniai modeliai, pristatomi identifikuotų imituojamų ir realių matuojamų mechatroninių sistemų tyrimai, atlikti pritaikius skirtingus valdymo dėsnius. Darbe sprendžiami sintezės ir analizės uždaviniai. Pirmame skyriuje apžvelgiami analizės uždaviniai, kai yra žinomi įėjimo signalai X (greičio ir momento nuostatai) ir trikdžiai T (apkrovos momentas), sudaromos asinchroninio variklio lygčių sistemos, kurias išsprendus gaunami išėjimo kintamieji Y (greitis ir momentas). Antrame skyriuje sprendžiami analizės uždaviniai, kai nustatomi galimi trikdžiai (nuostoliai nereguliuojamose ir reguliuojamose pavarose, nuostoliai pereinamųjų vyksmų metu ir kt.) ir jų poveikis išėjimo signalo kokybei (atitikimui su realaus variklio matuojamais greičio ir momento pereinamaisiais vyksmais). Taip pat pateikiama variklio modelio idealizavimo ir leistinų paklaidų galima įtaka išėjimo signalui (greičiui ir momentui). Trečiame skyriuje yra palyginamos gaunamos paklaidos. Scarbiausias darbo sintezės uždavinys – kaip pasirinktam matematiniam pavaros modeliui rasti parametrų korekciją, kad veikiant užduotiems įėjimo kintamiesiems X (greičio arba momento nuostato signalui), žinomiems/matuojamiems trikdžiams T (apkrovos momentui, tinklo įtampai ir aplinkos temperatūrai), išėjimo kintamiesiems Y (variklio kuriamas momentas, greitis, pagreitis) ir iš dalies yra žinoma pavaros struktūra (pasirinktas pavaros matematinis modelis), reikia patikslinti perdavimo funkcijos F kintamuosius taip, kad būtų gaunami išėjimo kintamieji Y. Tokiu būdu modelis patikslinamas taip, kad jo greičio ir momento pereinamieji vyksmai atitinka realų variklį. Sudarius matematinį modelį, kuris atitinka realų variklį, vėl sprendžiami analizės uždaviniai. Įvedus poveikio (įėjimo) signalą X (greičio ir momento statinė ar dinaminė vertės) identifikuotas modelis pateikia išėjimo signalų (greičio ir momento) kitimą laike, kurie atitinka realius variklio pereinamuosius vyksmus. Disertacijos tema paskelbti septyni moksliniai straipsniai: trys – periodiniuose recenzuojamuose mokslo leidiniuose: vienas – mokslo žurnale, įtrauktame į Thomson Reuters Web of Science duomenų bazę; du – Lietuvos mokslo žurnaluose; keturi – recenzuojamoje tarptautinių konferencijų medžiagoje. Disertacijos tema perskaityti aštuoni pranešimai Lietuvos ir kitų šalių konferencijose.