发电机组励磁系统故障诊断与容错控制

发布时间：2017-10-28 07:39

  本文关键词：发电机组励磁系统故障诊断与容错控制

  更多相关文章： 发电机组 双微机励磁控制调节器 故障诊断 容错控制 DSP TMS320F2810 快速切换

【摘要】：励磁控制系统是发电机组运行过程中及其重要的组成部分,其中安全稳定的励磁调节器控制系统是发电机组运行过程中有效控制策略,随着励磁系统技术的飞速发展,励磁系统设备日趋复杂,自动化程度越来越高,针对发电机组励磁系统设备的安全性和可靠性越来越高,对于现阶段大型复杂的发电机组励磁设备而言,传统的发电机组励磁系统故障诊断与容错控制方法已经不再适用,故为了适应现代控制设备而发展的智能故障诊断与容错控制策略是发电机组励磁系统运行过程中采用的一类实用新型技术。本文全面系统的概述了发电机组励磁系统故障诊断与容错控制技术发展以来的各种基本理论和方法,重点对发电机组基于双微机控制励磁系统的故障诊断与容错控制作了详细的介绍,主要内容包括了双微机励磁系统故障诊断与容错控制构成原理、控制方案、硬件设计、软件设计及实现硬件技术,同时对发电机组励磁系统典型故障类型在搭建的硬件平台上进行实验验证。首先,设计了发电机组双微机控制励磁系统故障诊断与容错控制硬件结构框架,确定选用TMS320F2810型号的DSP芯片作为发电机组励磁系微机控制芯片,充分利用DSP芯片丰富的接口和系统结构的要求,用protel软件设计系统各模块的外围接口电路。其次,针对发电机组双微机励磁控制系统软件设计,充分利用DSP芯片通用输入/输出多路复用器GPIO、CPU定时器、X2810中断系统、事件管理器EV、数/模转换器ADC、以及通信模块完成对双微机励磁系统各个模块软件的编程。再次,搭建双微机励磁系统硬件平台,在该平台上对典型的励磁故障类型进行故障模拟,然后在此基础上简化外围电路提高故障检测的实时性。最后,为保证双微机在故障切换时实现双通道的无扰动切换,利用增量式PID控制算法完成备用机对故障前主机的数据跟随,以及选用CD4053开关为基础设计的外围切换电路完成对故障的快速切换。通过实验测试结果表明,本文所设计基于双微机控制的发电机组励磁系统故障诊断与容错控制故障检测准确,运行过程中对故障的切换对系统的正常运行无扰动,保证了发电机组励磁系统在实际中的稳定可靠运行。
【关键词】：发电机组 双微机励磁控制调节器 故障诊断 容错控制 DSP TMS320F2810 快速切换
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM31
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 发电机组励磁系统故障诊断与容错控制概述10-11
• 1.2 发电机组励磁系统故障诊断与容错控制主要方法11-15
• 1.2.1 模糊故障诊断与容错控制11-12
• 1.2.2 信息融合故障诊断与容错控制12-13
• 1.2.3 智能体故障诊断与容错控制13
• 1.2.4 神经网络故障诊断与容错控制13-14
• 1.2.5 专家系统故障诊断与容错控制14-15
• 1.3 双微机励磁系统故障诊断与容错控制的发展15-19
• 1.3.1 发电机组双微机励磁系统故障诊断与容错控制研究现状15-18
• 1.3.2 发电机组励磁系统故障诊断与容错控制未来发展方向18-19
• 1.4 本文的工作19-21
• 2 双微机励磁系统故障诊断与容错控制硬件设计21-31
• 2.1 各类微机处理器的对比21-25
• 2.1.1 DSP微机处理器的介绍22
• 2.1.2 DSP芯片TMS 320X2810的结构、资源及性能22-25
• 2.2 发电机组双微机励磁控制系统硬件结构25-29
• 2.2.1 发电机组双微机励磁系统模拟量采集电路25-26
• 2.2.2 发电机组双微机励磁系统数字量输入/出电路26-27
• 2.2.3 发电机组双微机励磁系统触摸屏电路27-28
• 2.2.4 发电机组双微机励磁系统故障切换电路28-29
• 2.3 小结29-31
• 3 励磁系统典型故障31-37
• 3.1 功率单元主回路故障31-32
• 3.1.1 功率单元主回路工作原理31-32
• 3.1.2 功率单元主回路故障类别32
• 3.2 操作电源故障32-33
• 3.3 测试回路故障33
• 3.3.1 PT故障33
• 3.3.2 同步调理信号故障33
• 3.4 励磁控制器故障33-35
• 3.4.1 触发脉冲故障34
• 3.4.2 DSP芯片故障34
• 3.4.3 脉冲放大故障34-35
• 3.5 双微机系统通讯故障35
• 3.6 小结35-37
• 4 故障诊断方法与容错控制策略研究37-45
• 4.1 总体策略设计原则37
• 4.2 双微机励磁系统各模块策略研究37-43
• 4.2.1 控制主程序38-39
• 4.2.2 AD采样程序39-40
• 4.2.3 双微机系统时钟40-41
• 4.2.4 双微机同步信号测量41
• 4.2.5 双微机中断服务子程序41-43
• 4.3 双微机励磁控制PID控制算法43-44
• 4.4 小结44-45
• 5 故障诊断与容错控制实现45-55
• 5.1 功率单元主回路故障诊断45-50
• 5.2 双微机励磁调节器数据跟随50-51
• 5.3 双微机励磁调节器故障切换51-53
• 5.3.1 eCAN通讯正常时的故障无扰动切换52
• 5.3.2 eCAN通讯故障时的故障无扰动切换52-53
• 5.4 小结53-55
• 6 实验与验证55-61
• 6.1 双微机通讯试验55
• 6.2 双微机切换实验55-59
• 6.2.1 双微机故障切换实验56-58
• 6.2.2 双微机手动切换实验58-59
• 6.3 小结59-61
• 7 结论及展望61-63
• 7.1 结论61
• 7.2 展望61-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-69
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王金伟;李悦悦;路奔;;论双通道微机励磁先进控制技术[J];中国水能及电气化;2008年06期

，

本文编号：1107298