Głównym celem dysertacji doktorskiej było wyznaczenie błędów dynamicznych wybranych układów pomiarowych oraz przedstawienie hierarchii dynamicznej dokładności takich układów.
Wstęp i rozdziały ... więcej

Głównym celem dysertacji doktorskiej było wyznaczenie błędów dynamicznych wybranych układów pomiarowych oraz przedstawienie hierarchii dynamicznej dokładności takich układów.
Wstęp i rozdziały 1-3 przedstawiają metody i procedury wyznaczania błędów w pomiarach wielkości statycznych i dynamicznych.
W rozdziale 4 zawarty jest literaturowy przegląd stosowanych metod wyznaczania błędów dynamicznych.
W rozdziale 5 przedstawiona została ogólna koncepcja obliczania błędów maksymalnych, w oparciu o matematyczny model badanego systemu, ograniczenia nakładane na sygnał wzorcujący i założone kryteria błędu.
W rozdziale 6 przedstawione zostały matematyczne modele akcelerometrów piezoelektrycznych oraz z masą sejsmiczną.
Rozdział 7 dotyczy sposobu realizacji modelu wzorca, stanowiącego odniesienie do wyznaczenia błędów.
Rozdział 8 dotyczy parametrycznej identyfikacji akcelerometrów, która zrealizowana została o pomiar obu charakterystyk częstotliwościowych.
Rozdziały 9 i 10 przedstawiają procedury wykorzystane do obliczeń błędów, w których wykorzystano zarówno metody algorytmu genetycznego oraz rozwiązania analityczne.
W rozdziale 11 omówione zostały wyniki identyfikacji parametrycznej trzech akcelerometrów z wyjściem napięciowym oraz sześciu akcelerometrów z wyjściem ładunkowym.
W rozdziałach 12 i 13 przedstawione zostały charakterystyki błędów całkowo-kwadratowego i bezwzględnego w funkcji czasu. Na ich podstawie zostały zaproponowane hierarchie dynamicznej dokładności.

Praca dotyczy redukcji składowej przemiennej momentu elektromagnetycznego maszyny indukcyjnej występującej w metodzie DTC. Autor podejmuje próbę obniżenia tętnień momentu elektomagnetycznego przy ... więcej

Praca dotyczy redukcji składowej przemiennej momentu elektromagnetycznego maszyny indukcyjnej występującej w metodzie DTC. Autor podejmuje próbę obniżenia tętnień momentu elektomagnetycznego przy wykorzystaniu dodatkowego układu sterowania napięciem falownika. Rezultaty okazują się pozytywne.

The aim of the research was to develop mathematical model of squirrel cage induction motors and to create dynamic models in Matlab/Simulink ready to be implemented in drive applications. Following the ... więcej

The aim of the research was to develop mathematical model of squirrel cage induction motors and to create dynamic models in Matlab/Simulink ready to be implemented in drive applications. Following the classical model of IM, models motor with internal fault can also be reduced to a system of four electrical equations, two equations either for stator and rotor currents, and two mechanical equations. The use of models with a reduced number of equations will reduce the simulation time (Despite of the fact that technology is improving incredibly fast the time required to run a simulation is still an important constraint to be taken into consideration). Mathematical models of squirrel cage induction motor have been simplified considering tree phase rotor windings as the configuration of a slip-ring induction motor. The rotor bar currents are not accessible, the diagnosis of the fault is mainly conducted by studying the stator phase currents in different reference frames applying Motor Current Signature Analysis techniques. Therefore, the rotor currents have not been subjected to any analysis. Theoretically, the effects of the rotor features and the physical phenomena inside the rotor cause the same effect over the stator phase currents in both configurations of the induction motor.
The research objectives are listed below:
- Develop a Matlab/Simulink Library of faulty dynamic induction motor models for diagnosis purposes
- Design a test-bench and a data acquisition system
- Validation of simulation results with experimental data
- Apply advance signal processing techniques to the data stored
- Explore the suitability of these models for diagnosis of faults.

Praca zawiera studium wykorzystania wielofazowego Przekształtnika Macierzowego (PM) sterowanego obszarowo do mikroturbiny gazowej. Analizę wykonano stosując technikę symulacji, wykorzystano środowisko ... więcej

Praca zawiera studium wykorzystania wielofazowego Przekształtnika Macierzowego (PM) sterowanego obszarowo do mikroturbiny gazowej. Analizę wykonano stosując technikę symulacji, wykorzystano środowisko MATLAB/Simulink.
Na początku przeanalizowano pracę PM sterowanego według obszarowego algorytmu sterowania, dla kilku kształtów obszaru przewodzenia. Ocenie podlegały kształty i widma uzyskiwanych napięć i prądów po obu stronach PM. Przeanalizowano również wpływ ilości faz oraz stosunku częstotliwości po obu stronach PM na jakość napięcia wyjściowego.
Następnie zaproponowano pięć sposobów aplikacji przekształtnika macierzowego do mikroturbiny: wykorzystujący PM 3 fazy na 3 fazy oraz trójfazowy generator i typowy transformator, dwa sposoby z PM 12 na 3 fazy – pierwszy z wykorzystaniem wielofazowego generatora i typowego transformatora, drugi z transformatorem zmieniającym liczbę faz z 12 na 3 i typowym generatorem, oraz dwa układy z PM 12 na 12 faz – pierwszy z wykorzystaniem wielofazowego generatora, drugi ze standardowym trójfazowym generatorem i dwoma transformatorami zmieniającymi liczbę faz z 12 na 3.
Ocenie podlegały: jakość napięcia wyjściowego urządzenia, kształt i widmo prądu, napięcia oraz momentu elektromagnetycznego generatora, warunki pracy kluczy w PM.
Na podstawie otrzymanych wyników wybrano jeden wariant budowy mikroturbiny i przeprowadzono dla niego szereg symulacji dotyczących pracy autonomicznej i współpracy z Systemem Elektroenergetycznym.

W dysertacji zaproponowano wykorzystanie ciągów uzyskanych z generatorów PRNG (Pseudo-Random Number Generators) w algorytmie korekcji błędu liniowości równoległego przetwornika A/C. Scharakteryzowano ... więcej

W dysertacji zaproponowano wykorzystanie ciągów uzyskanych z generatorów PRNG (Pseudo-Random Number Generators) w algorytmie korekcji błędu liniowości równoległego przetwornika A/C. Scharakteryzowano generatory liczb pseudolosowych o rozkładzie równomiernym. Przedstawiono wyniki licznych testów m.in. chi2 i Kołmogorowa-Smirnowa oraz autorskie 3 metody: średnich kolejnych wartości, odczytów parzystych-nieparzystych i porównania ilości punktów w przestrzeni R2. Na podstawie uzyskanych wyników testów i przeprowadzonej oceny jakości ciągów wybrano 3 generatory do zastosowania w algorytmie korekcji tj: L’Ecuyer’a z przetasowaniem, Parka i Millera „standard minimum” oraz uniwersalny. Zaprezentowano przegląd metod przetwarzania A/C, scharakteryzowano istotne parametry przetworników. Zdefiniowano błąd liniowości i przedstawiono algorytm do jego korekcji. Przeprowadzone symulacje i uzyskane wyniki odchyleń standardowych z próby i wartości średnich współczynników poprawy potwierdziły przyjęte założenia.

W pracy opisano algorytm określania rozwiązań ustalonych równań maszyn synchronicznych w przypadkach, gdy zachodzi konieczność uwzględniania równania ruchu obrotowego. Problem ten jest szczególnie ... więcej

W pracy opisano algorytm określania rozwiązań ustalonych równań maszyn synchronicznych w przypadkach, gdy zachodzi konieczność uwzględniania równania ruchu obrotowego. Problem ten jest szczególnie trudny gdyż prowadzi do zagadnień nieliniowych. Algorytm przedstawiony w pracy umożliwia wyznaczanie rozwiązań w przypadkach, gdy można wykazać, że są one okresowe i rozkładalne w szeregi Fouriera. Nieliniowe algebraiczne zależności pozwalające bezpośrednio wyznaczać współczynniki tych szeregów wyznaczane
są przy użyciu algorytmu Newtona-Raphsona, który jest opisany szczegółowo. Przykładowe obliczenia wykonano dla stanu ustalonego silnika synchronicznego pracującego synchronicznie lecz obciążonego momentem zawierającym także okresową składową przemienną.

Podczas bezpośredniego rozruchu silnik indukcyjny klatkowy pracuje z prądem sześciokrotnie większym niż podczas pracy z pełnym obciążeniem. Wskutek tego mogą wystąpić uszkodzenia zarówno ... więcej

Podczas bezpośredniego rozruchu silnik indukcyjny klatkowy pracuje z prądem sześciokrotnie większym niż podczas pracy z pełnym obciążeniem. Wskutek tego mogą wystąpić uszkodzenia zarówno silnika jak i dołączonych urządzeń. W celu ochrony silnika stosuje się kilka metod rozruchu. Metody te posiadają pewne wady. Jako rozwiązanie w niniejszej pracy zaproponowano inne rozwiązanie. Bazuje ono na rozruchu dwuetapowym. Etap pierwszy jest rozruchem częstotliwościowym, etap drugi jest rozruchem napięciowym. W obu etapach zastosowano jeden przekształtnik. Przekształtnik ten może regulować częstotliwość i napięcie wyjściowe do 25 Hz. Powyżej tej wartości przekształtnik może pracować jako regulator mocy AC przy stałej częstotliwości 50 Hz i regulowanym napięciu. Urządzenie pracuje najpierw jako cyklokonwertor, a następnie jako sterownik prądu. Topologia urządzenia jest zmieniana jedynie przez odpowiednią sekwencję sygnałów sterujących tyrystory. Układ ten może być także zastosowany do regulacji prędkości obrotowej silnika. Badania numeryczne układu wykonano w programie IsSPICE. W celu weryfikacji i potwierdzenia badań symulacyjnych zbudowano dwa układy laboratoryjne. Pierwszy małej mocy (ok. 100 W) i niskiego napięcia (45 V). Drugi większej mocy (4 kW) i wvższeao napięcia (400 V).

W pierwszym rozdziale pracy przedstawione są pojęcia wstępne, cel, zakres i tezy pracy.

W drugim rozdziale wyprowadzony jest model liniowy generatora analogowego.

W trzecim rozdziale ... więcej

W pierwszym rozdziale pracy przedstawione są pojęcia wstępne, cel, zakres i tezy pracy.

W drugim rozdziale wyprowadzony jest model liniowy generatora analogowego.

W trzecim rozdziale przedstawiony jest model nieliniowy generatora analogowego. Wykorzystując analizę obwiedni drgań oraz przekształcenie operatora s wyprowadzone jest równanie skrócone nieliniowego generatora analogowego. Na jego podstawie zbadana jest dynamika układu z wykorzystaniem funkcji dynamiki drgań. Dodatkowo wykonana jest analiza ustabilizowanych drgań wieloharmonicznych.

W rozdziale czwartym zaprezentowany jest model generatora cyfrowego. Wykorzystując analizę obwiedni drgań oraz przekształcenie operatora z wyprowadzone jest równanie skrócone nieliniowego generatora cyfrowego. Na jego podstawie wykorzystując operator funkcyjny c(i) oraz uogólnione wielomiany Czebyszewa zbadana jest dynamika układu z wykorzystaniem funkcji dynamiki drgań. Dodatkowo zanalizowane są drgania o częstotliwości Nyquista, oraz ustabilizowane drgania wieloharmoniczne.

W rozdziale piątym wykonana jest analiza porównawcza wyników analiz dla generatora analogowego i cyfrowego, oraz podane są warunki zbieżności parametrów pracy obydwu układów.

W rozdziale szóstym wykonane są analizy i symulacje komputerowe wybranych generatorów w celu sprawdzenia otrzymanych wyników.

Rozdział siódmy zawiera podsumowanie otrzymanych wyników oraz wnioski.

W pracy przeprowadzona została analiza możliwości zastosowania przekształtnika macierzowego wykorzystującego sterowanie jednookresowe do sterowania przepływem mocy w linii elektroenergetycznej. Przedstawiono ... więcej

W pracy przeprowadzona została analiza możliwości zastosowania przekształtnika macierzowego wykorzystującego sterowanie jednookresowe do sterowania przepływem mocy w linii elektroenergetycznej. Przedstawiono strategie sterowania opartą na liniowej zmianie fazy transferowanego napięcia oraz zdefiniowano w sposób analityczny podstawowe jej parametry. Przedstawiona analiza wykazała ważne zalety prezentowanego układu. Wskazuje jednak na problemy związane z procesem komutacji. Dokładna analiza tego procesu pozwoliła znaleźć rozwiązanie w postaci określonej strategii przekazywania energii. Wykazano, że zapewnia ona prawidłową pracę układu, jednak wymaga odpowiedniej realizacji technicznej.

W pracy przedstawiono możliwości i korzyści wynikające z zastosowania metody bilansu harmonicznych do analizy stanów ustalonych układów o okresowo zmiennych parametrach na przykładzie przekształtnika macierzowego.

Przedstawiono również możliwości modelowania zmiany warunków komutacji przez wprowadzenie do opisu macierzowej reprezentacji szeregu Fouriera ciągu impulsów. Wyniki obliczeń numerycznych układu liniowego zweryfikowano metodą zmiennej struktury.

Aby ułatwić rozbudowę układu o nowe obiekty w dziedzinie częstotliwości opracowano modułową metodę modyfikacji układu. W pracy przedstawiono dokładny opis tej metody i obiektów oraz zamieszczono przykładowe obliczenia.

Przeprowadzone badania symulacyjne z wykorzystaniem pełnych oraz uproszczonych modeli systemu przekształtnikowego pojazdu trakcyjnego dają możliwość zaprezentowania zjawisk zaburzeń elektromagnetycznych ... więcej

Przeprowadzone badania symulacyjne z wykorzystaniem pełnych oraz uproszczonych modeli systemu przekształtnikowego pojazdu trakcyjnego dają możliwość zaprezentowania zjawisk zaburzeń elektromagnetycznych przewodzonych. Są również podstawą do przeprowadzenia analiz rozpatrywanego układu ze względu na parametry generowanych zaburzeń i ich zależność od elementów zastosowanych w systemie. Symulacja komputerowa zaburzeń elektromagnetycznych przewodzonych występujących w obwodach elektrycznych wskutek oddziaływania przekształtników energoelektronicznych pojazdów trakcyjnych umożliwiła sformułowanie metod i zaleceń technicznych w celu ograniczenia tych zaburzeń. Przedstawione w pracy metody i zalecenia są podstawą do spełnienia wymogów normalizacyjnych dotyczących kompatybilności elektromagnetycznej pojazdu trakcyjnego. Badania zaprezentowane w tej pracy dotyczą wykorzystania metod stosowanych w układach stacjonarnych do specyficznych warunków trakcji elektrycznej. Wiąże się to z dopasowaniem teorii znanej z innych opracowań do tych warunków. Wyniki tej pracy mogą okazać się bardzo pomocne w pracach nad konstrukcją, rozwojem i usprawnieniem trakcyjnych układów napędowych.

Praca składa się z dwóch głównych części teoretycznej i praktycznej. Część teoretyczna przedstawia algorytmy pozwalające określić sygnały wejściowe, maksymalizujące całkowo kwadratowy ... więcej

Praca składa się z dwóch głównych części teoretycznej i praktycznej. Część teoretyczna przedstawia algorytmy pozwalające określić sygnały wejściowe, maksymalizujące całkowo kwadratowy funkcjonał oraz funkcjonał błędu bezwzględnego, dla przypadku jednego lub dwóch ograniczeń nałożonych na ten sygnał. Rozpatrzono sygnały ograniczone w amplitudzie oraz w prędkości narastania. W przypadku ograniczenia amplitudy, sygnał maksymalizujący wybrany funkcjonał błędu jest typu "bang-bang", natomiast w przypadku dwóch ograniczeń dotyczących amplitudy i prędkości narastania, sygnał maksymalizujący to kryterium może mieć trójkątny lub trapezoidalny kształt. W dziedzinie metrologii, określenie sygnałów maksymalizujących wybrany funkcjonał jest bardzo ważne, gdyż błędy generowane przez te sygnały pozwalają oszacować klasę dokładności układów przeznaczonych do pomiarów niezdeterminowanych sygnałów, w podobny sposób jak dla układów przeznaczonych do pomiarów statycznych. Dla przypadku całkowego kryterium błędu zastosowano technikę algorytmów genetycznych, natomiast w przypadku błędu bezwzględnego zastosowano analityczne metody określenia sygnałów wejściowych. Rozwiązania przedstawione w pracy uzyskano za pomocą programu komputerowego zaimplementowanego w języku C. Praktyczna część przedstawia parametryczną identyfikację przeprowadzoną za pomocą systemu pomiarowego, zaimplementowanego w programie LabView. Badania odnoszą się czujników przyśpieszenia oraz analogowych dolnoprzepustowych filtrów. Zakres pracy wynika z założonej tezy i sprowadza się do rozwiązania następujących zadań:

1. Opracowanie układu do syntezy matematycznych modeli układw pomiarowych

2. Opracowanie programu do syntezy matematycznych modeli wzorców

3. Wybór miar błędu dynamicznego

4. Analiza ograniczeń i osiągalności sygnałów maksymalizujących wybrane błędy

5. Przedstawienie procedur poszukiwania sygnałów maksymalizujących błąd całkowo-kwadratowy

6. Przedstawienie procedur wyznaczania sygnałów maksymalizujących błąd bezwzględny

7. Przedstawienie wyników badań wybranych układów pomiarowych

8. Zestawienie wniosków

9. Przegląd literatury

W rozprawie przeprowadzono badania nad zastosowaniem metod sztucznej inteligencji do diagnostyki wirników silników indukcyjnych klatkowych. Do opracowania technik diagnozowania stanu silnika przyjęto ... więcej

W rozprawie przeprowadzono badania nad zastosowaniem metod sztucznej inteligencji do diagnostyki wirników silników indukcyjnych klatkowych. Do opracowania technik diagnozowania stanu silnika przyjęto wzorce diagnostyczne mające postaci widma Fouriera prądu stojana. Wzorce uzyskano z rozwiązań obwodowego wieloharmonicznego modelu matematycznego silnika uwzględniającego ekscentryczności wirnika oraz uszkodzenia klatki. Model ten wykorzystuje metodę bilansu harmonicznych przy zapisie równań napięciowo-prądowych w składowych symetrycznych. Na jego podstawie opracowano program pozwalający badać wpływ wymienionych uszkodzeń wirnika na widmo Fouriera prądów faz stojana w dowolnym silniku indukcyjnym. W rozprawie przedstawiono oryginalną koncepcję systemu wnioskowania z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji opartego o bazę wzorców diagnostycznych, w którym zastosowano do wnioskowania diagnostycznego sieci neuronowe, rozpoznawanie wzorców oraz logikę rozmytą. Podejście to uwzględnia z jednej strony bazę danych wzorców diagnostycznych, z drugiej strony bazę danych pomiarów archiwizowanych, wykonanych w całym okresie użytkowania maszyny oraz blok wnioskowania diagnostycznego oparty o metody sztucznej inteligencji. W rozprawie szczególną wagę przywiązano do opracowania bloku wnioskowania diagnostycznego opartego o metody sztucznej inteligencji. W pierwszym etapie badań dokonano wieloprzekrojowej analizy informacji zawartych w widmach Fouriera prądów fazowych, stanowiących wzorce diagnostyczne. Wybrano minimalną liczbę cech sygnału diagnostycznego jednoznacznie charakteryzujących rodzaj uszkodzenia, stosując przy tym analizę PCA oraz jakościowe informacje o charakterystycznych zmianach harmonicznych widma prądu pod wpływem poszczególnych typów uszkodzeń. Problem wnioskowania diagnostycznego o stanie wirników silników indukcyjnych z zastosowaniem sieci neuronowych był rozważany jako zadanie klasyfikacji i estymacji. Zastosowano sieci typu perceptronu wielowarstwowego (MLP) oraz sieci neuronowe typu Support Vector Machine (SVM).Do wnioskowania diagnostycznego z zastosowaniem technik rozpoznawania wzorców zastosowano metodę opartą o funkcje przynależności i trzyetapowe rozpoznawanie wzorców: etap recepcji, etap przyporządkowanie i etap podejmowania decyzji. Dla grupy metod diagnostycznych opartych o logikę rozmytą przyjęto klasyczne system wnioskowania rozmytego Mamdaniego-Zadeha oraz Takagi-Sugeno-Kanga. Opracowano także algorytmy wnioskowania oparte o sieci neuronowe rozmyte (neuro-fuzzy) bazujące na strukturze ANFIS. Dla wszystkich opracowanych algorytmów diagnostycznych uzyskano zadawalającą skuteczność i trafność diagnozy. Najlepsze wyniki dla oceny stanu maszyny uzyskano dla sieci neuronowych typu SVM.

Dla częstotliwości przemysłowych wielouzwojeniowe transformatory trakcyjne są reprezentowane przez schematy zastępcze w formie wieloboku, które zawierają impedancję. Wartości tych impedancji można ... więcej

Dla częstotliwości przemysłowych wielouzwojeniowe transformatory trakcyjne są reprezentowane przez schematy zastępcze w formie wieloboku, które zawierają impedancję. Wartości tych impedancji można określić z pomiarów lub impedancji zwarciowych dla poszczególnych par uzwojeń. Rozprawa dotyczy obliczania impedancji zwarciowych dla par uzwojeń położonych na wspólnej kolumnie. Każde z uzwojeń może składać się z dowolnej liczby części połączonych szeregowo. Oryginalność zaproponowanej metody obliczeń wynika z faktu, że używane są jedynie podstawowe wymiary geometryczne rozkładu uzwojeń, co reguluje w zasadniczy sposób czas obliczeń, jak również nakłady pracy związane z modelowaniem. Aby otrzymać wymaganą dokładność wprowadzony został współczynnik uwzględniający rozłożenie cewki, bazujący na podejściu zastosowanym przez Rogowskiego. Jest on w pewnym sensie uogólnieniem współczynnika Rogowskiego na uzwojenia posiadające różne wymiary w kierunku promieniowym i osiowym.

Celem zadania było opracowanie systemu sterowania prędkością obrotową walców prasy LPW 450, który zapewni utrzymanie niezawodności urządzenia na odpowiednim poziomie i wytworzenie wyrobu o zadanej ... więcej

Celem zadania było opracowanie systemu sterowania prędkością obrotową walców prasy LPW 450, który zapewni utrzymanie niezawodności urządzenia na odpowiednim poziomie i wytworzenie wyrobu o zadanej jakości. W skład systemu wchodzą dwa zasadnicze podsystemy. Podsystem I pozwala na podstawie łatwo mierzalnych symptomów wyznaczyć trwałość resztkową krytycznego elementu maszyny, natomiast podsystem II służy do oceny jakości wyrobu. Do budowy modeli podsystemów wybrano sztuczne sieci neuronowe. Wyznaczono najlepszą strukturę modeli oraz określono rodzaj, ilość i charakter sygnałów będących wejściami. Przebadano przydatność różnego typu algorytmów uczenia. Do testowania modeli posłużono się przebiegami sygnałów zarejestrowanych na prasie walcowej typu LPW-450. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem opracowanego i wykonanego w Instytucie Automatyki zautomatyzowanego układu do sterowania i rejestracji wyników pomiarowych. Model systemu sterowania zbudowano z wykorzystaniem techniki zbiorów rozmytych. Na podstawie wyników badań zaimplementowano odpowiednie reguły sterowania procesem oraz zaprezentowano wyniki z przeprowadzonych badań stanowiskowych i badań symulacyjnych.

Celem pracy jest sformułowanie oryginalnych procedur syntezy liniowych obwodów o dowolnej strukturze z okresowo zmiennymi parametrami, realizowanych za pomocą energoelektronicznej gałęzi uniwersalnej, ... więcej

Celem pracy jest sformułowanie oryginalnych procedur syntezy liniowych obwodów o dowolnej strukturze z okresowo zmiennymi parametrami, realizowanych za pomocą energoelektronicznej gałęzi uniwersalnej, ze źródłem sterowanym. Procedury te oparte są na zasadzie wariacyjnej, która polega na wyznaczeniu optymalnego rozkładu sygnałów napięciowych i prądowych w sieci w taki sposób, aby rozkład ten minimalizował zadany funkcjonał. Dla sygnałów okresowych będących warunkami na brzegu (wrotach) - mając daną strukturę układu - syntetyzujemy operatory impedancji wewnętrznych układu, znajdując dla każdej chwili czasu optymalne okresowo zmienne wartości prądów i napięć gałęziowych. Następnie realizujemy otrzymane sygnały gałęziowe za pomocą gałęzi uniwersalnej.