Menu
 
 
 
Strona główna | Projekty badawcze
 

1. Prof. zw. dr hab. inż. T. Orłowska-Kowalska: Rozwój metod estymacji niedostępnych zmiennych stanu i parametrów nieliniowego wielokrotnie sprzężonego układu napędowego. Projekt badawczy nr N510 023 32/2345, (2007-2009).


Celem projektu było opracowanie i przetestowanie (w badaniach symulacyjnych i eksperymentalnych) różnych rodzajów estymatorów niedostępnych zmiennych stanu nieliniowego wielokrotnie sprzężonego układu napędowego, współpracującego z adaptacyjną strukturą sterowania napędu wielomasowego. W projekcie badawczym zostały zaprojektowane algorytmiczne estymatory niedostępnych zmiennych stanu i parametrów układu napędowego z połączeniem sprężystym, takie jak nieliniowy rozszerzony obserwator Luenbergera i nieliniowy rozszerzony filtr Kalmana, z adaptacją wybranych współczynników oraz estymatory neuronowe, wykorzystujące różne struktury sieci neuronowych. W podsumowaniu badań oceniono poprawność pracy zamkniętej adaptacyjnej struktury sterowania, o mechanizmie adaptacji bazującym na informacji o bieżących wartościach zmiennych stanu i parametrów, współpracującej z opracowanymi estymatorami stanu.     

2. Dr hab. inż. K. Szabat: Zastosowanie sterowania predykcyjnego w strukturze sterowania układu napędowego z połączeniem sprężystym. Projekt badawczy nr N510 352936. (2009-2011)   


Problem tłumienia drgań skrętnych cieszy się stałym zainteresowaniem ośrodków naukowych i przedsiębiorstw komercyjnych w kraju i na świecie. Jako struktury sterowania umożliwiające efektywne tłumienie drgań skrętnych wymienia się kaskadową strukturę regulacji z dodatkowymi sprzężeniami zwrotnymi, strukturę sterowania z regulatorem stanu czy też struktury sterownia ślizgowego czy adaptacyjnego. Należy jednak podkreślić że nie umożliwiają one wprowadzenia ograniczenia wewnętrznych zmiennych stanu układu dwumasowego. Dodatkowo zmiana parametrów napędu w czasie pracy powoduje pogorszenie właściwości obiektu w strukturach o stałych parametrach. W literaturze światowej istnieją nieliczne pozycje omawiające zastosowanie sterowania predykcyjnego w układzie napędowym z połączeniem sprężystym. Związane jest to z bardzo dużą złożonością obliczeniową całego algorytmu sterowania. Jednakże postęp w dziedzinie techniki mikroprocesorowej powodujący wzrost wydajności obliczeniowej nowoczesnych procesorów sygnałowych umożliwia już praktyczne zrealizowanie algorytmów sterowania predykcyjnego.

3. Prof. zw. dr hab. inż. T. Orłowska-Kowalska: Uniwersalny estymator strumienia i prędkości wirnika dla napędów bezczujnikowych z silnikami indukcyjnymi. Projekt badawczy własny nr N N510 334637.  (2009-2011)   

 

Celem projektu jest opracowanie oraz przetestowanie w badaniach symulacyjnych i eksperymentalnych, uniwersalnego estymatora strumienia i prędkości kątowej, który będzie jednocześnie prosty w parametryzacji i znacznie mniej wrażliwy na zmiany parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego niż znane estymatory spotykane w literaturze, w całym zakresie zmian prędkości napędu, od prędkości bliskich zeru do wartości przekraczających prędkość znamionową. Estymator ten będzie charakteryzować się również małą wrażliwością na wahania (lub zaniki) napięcia zasilania oraz na zmiany parametrów układu sterowania. Punktem wyjścia do badań będzie opracowany w ośrodku wrocławskim estymator typu MRAS (tzw. MRASCC), charakteryzujący się dużym zapasem stabilności i małą wrażliwością na zmiany parametrów silnika w zakresie od prędkości znamionowej do prędkości bardzo niskich. Estymator ten zostanie udoskonalony i przetestowany w różnych warunkach pracy, w tym w zakresie osłabiania pola. Planuje się również poszukiwanie nowych koncepcji uniwersalnych estymatorów strumienia i prędkości wirnika, spełniających powyższe warunki.    

4. Dr hab. inż. J. Zawilak, prof. PWr: Badanie zjawisk elektromagnetycznych i cieplnych w uszkodzonym silniku indukcyjnym w realnych warunkach zasilania. Projekt badawczy własny nr N N510 328637. (2009-2012).  


Celem projektu jest analiza zjawisk elektromagnetycznych i cieplnych występujących w uszkodzonych silnikach indukcyjnych zasilanych napięciem sinusoidalnym i odkształconym oraz opracowanie metod obliczeniowego i pomiarowego wyznaczania różnych uszkodzeń silników indukcyjnych.

5. Dr hab. L. Antal, prof. PWr/mgr inż. P. Kisielewski: Polowo-obwodowy model turbogeneratora w zastosowaniu do pozyskiwania wzorców diagnostycznych.  Projekt badawczy promotorski nr N511 021 32/4169, (2007-2009).  


Prowadzone badania obejmują opracowanie polowo-obwodowego modelu rzeczywistego turbogeneratora o mocy 500 MVA.
Modelowanie polowo-obwodowe może być przydatnym narzędziem do analizy zjawisk zachodzących w maszynach elektrycznych. W każdym kroku czasowym obliczeń rozwiązywane są, sprzęgnięte ze sobą, równania pola magnetycznego, równania obwodowe oraz równania ruchu. Symulowana maszyna przedstawiona jest w postaci dwóch modeli: polowego oraz obwodowego. W części polowej uwzględniającej rzeczywiste cechy fizyczne materiałów, rzeczywisty rozkład uzwojeń i obwodów tłumiących oraz ruch elementów w polu magnetycznym, rozwiązywane są równania pola elektromagnetycznego. W części obwodowej zawierającej elementy skupione odpowiadające uzwojeniom i obwodom obecnym w części polowej, oraz połączeniom czołowym, rozwiązywane są równania napięciowo-strumieniowe. Modele polowo-obwodowe umożliwiają symulację różnych stanów pracy maszyny.
Wykorzystując opracowany model polowo-obwodowy turbogeneratora można wyznaczać parametry elektromagnetyczne, charakterystyki maszyny, obliczać przebiegi czasowe w dowolnych stanach statycznych i dynamicznych oraz symulować współpracę z siecią elektroenergetyczną w stanach awaryjnych.
Opracowany model polowo obwodowy pozwala na zbadanie obszarów pracy stabilnej turbogeneratora. Umożliwia modelowanie pracy turbogeneratora w przypadku pojawienia się asymetrii w systemie elektroenergetycznym oraz badanie stabilności i kołysań przy szybkich zmianach obciążenia. Wybrane stany pracy zamodelowano przy pomocy modelu turbogeneratora zbudowanego w pakiecie Flux 9.2.2. Badania będą pomocne dla pozyskiwania wzorców diagnostycznych różnych awaryjnych stanów pracy monitorowanego turbogeneratora.  


6. Dr hab. I. Dudzikowski, prof. PWr/mgr inż. M. Ciurys: Analiza pracy bezszczotkowego silnika prądu stałego przy zmiennym obciążeniu na przykładzie rozrusznika samochodowego. Projekt badawczy promotorski nr N510 043 32/4170, (2007-2009).  


Przedmiotem projektu badawczego była analiza pracy bezszczotkowego silnika prądu stałego przy zmiennym obciążeniu na przykładzie rozrusznika samochodowego.
Celami naukowymi projektu były:
a) analiza zjawisk elektromagnetycznych i elektromechanicznych w układzie: akumulator – rozrusznik samochodowy z silnikiem BLDC – silnik spalinowy,
b) opracowanie modelu matematycznego układu,
c) opracowanie algorytmu obliczeń elektromagnetycznych i elektromechanicznych z uwzględnieniem:
• zmienności momentu bezwładności układu korbowego,
• zmienności momentu obciążenia (momentu tarcia i momentu kompresji i dekompresji gazów),
d) opracowanie programu obliczeń układu w środowisku MATLAB z wykorzystaniem wyników obliczeń obwodu magnetycznego uzyskanych metodą polową.
e) opracowanie silnika BLDC do rozrusznika samochodowego,
f) obliczenie i analiza przebiegów czasowych wielkości elektrycznych i mechanicznych w układzie akumulator – silnik BLDC – przekładnia mechaniczna – silnik spalinowy,
g) analiza właściwości silnika BLDC w różnych warunkach pracy ( przy różnej temperaturze otoczenia, różnej pojemności akumulatora i różnej pojemności skokowej silnika spalinowego),
h) porównanie właściwości i parametrów rozrusznika z silnikiem BLDC z parametrami rozrusznika z silnikiem komutatorowym o magnesach trwałych,
i) budowa stanowiska pomiarowego,
j) weryfikacja doświadczalna obliczonych przebiegów czasowych i charakterystyk elektromechanicznych na przykładzie wybranego rozwiązania konstrukcyjnego silnika BLDC.     

7. Dr hab. Cz. Kowalski, prof. PWr/mgr inż. R. Wierzbicki: Diagnostyka silników indukcyjnych z zastosowaniem estymatorów stanu i parametrów. Projekt badawczy promotorski nr N510 358436. (2009-2010)


Projekt dotyczy zagadnień związanych z diagnostyką silników indukcyjnych przy wykorzystaniu metod opartych na modelach matematycznych. Podejście opiera się na spostrzeżeniu, że uszkodzenia silnika objawiają się jako zmiany wartości zmiennych stanu i parametrów. Dlatego celem badań jest wykazanie przydatności obserwatorów i filtru Kalmana do estymacji parametrów uzwojeń wirnika i stojana pod kątem wykrywania uszkodzeń tych obwodów silnika indukcyjnego. W pierwszym etapie badań zostaną opracowane modele matematyczne uwzględniające pęknięcie prętów wirnika lub zwarcia międzyzwojowe w stojanie. Wektory zmiennych stanu zostaną rozszerzone o parametry maszyny: rezystancje uzwojeń stojana i wirnika. Badania będą obejmowały przekształtnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi pracujące zarówno w układzie otwartym, przy sterowaniu U/f, jak i w pętli zamkniętej ze sterowaniem wektorowym. Zbadana będzie skuteczność wykrywania uszkodzeń oraz wrażliwość na zakłócenia sygnałów mierzonych. W układzie sterowania wektorowego zostanie podjęta próba znalezienia symptomów uszkodzeń uzwojenia stojana i wirnika w wewnętrznych sygnałach struktury sterowania. Dodatkowym elementem pracy będzie rozbudowa istniejącego stanowiska laboratoryjnego. Zostaną przeprowadzone symulacyjne i eksperymentalne badania porównawcze opracowanych układów.

8. Prof. dr hab. T. Orłowska-Kowalska/mgr inż. M. Kamiński: Zastosowanie matryc FPGA do realizacji neuronowych estymatorów zmiennych stanu układu napędowego z połączeniem sprężystym. Projekt badawczy promotorski nr N510 358336. (2009-2010)


Celem projektu jest opracowanie metodyki realizacji sieci neuronowych z nieliniowymi funkcjami aktywacji w programowalnych matrycach FPGA. W szczególności, sieci neuronowe rozważane w projekcie będą zastosowane do estymacji prędkości maszyny roboczej i momentu skrętnego w elektrycznym układzie napędowym z połączeniem sprężystym. Będą rozważane różne struktury sieci oraz metody ich optymalizacji. Dokładność estymacji zmiennych stanu będzie testowana zarówno w układzie otwartym jak i po załączeniu ich do zamkniętej struktury sterowania napędem. Zostanie opracowany układ sterowania napędem dwumasowym, wykorzystujący neuronowe estymatory zmiennych stanu zrealizowane w matrycy FPGA i przetestowany na stanowisku laboratoryjnym. Planowane jest również porównanie i ocena wyników badań eksperymentalnych napędu dwumasowego z neuronowymi etymatorami zmiennych stanu w realizacji szeregowej (DSP) i równoległej (FPGA).

9.  Dr hab. inż. J. Zawilak, prof. PWr: Opracowanie koncepcji pracy wyspowej elektrociepłowni zlokalizowanych przy ZG Lubin (EC-1) i HM Legnica (EC-4). KGHM Polska Miedź SA. Lubin (2008-2009).  


Celem badań było opracowanie struktury wydzielonej sieci energetycznej HM LEGNICA zasilanej przez Elektrociepłownię EC-4 LEGNICA umożliwiającej pracę wyspową. Ponadto w ramach pracy określono strukturę sieci oraz sposoby uruchomienia maszyn i urządzeń elektrycznych decydujących o bezpieczeństwie pracowników kopalni w przypadku awarii systemu energetycznego.

10. Dr hab. inż. L. Antal, prof. PWr; dr inż. M. Antal, dr inż. P. Zalas, dr inż. P. Kisielewski:  Model polowo-obwodowy do symulacji i analizy pracy asynchronicznej maszyny synchronicznej połączonej z siecią sztywną. Etap I i II, Zadanie szczegółowe w ramach umowy nr PLCRC/1830640/02/166/2007 zawartej pomiędzy Wydziałem Elektrycznym Politechniki Wrocławskiej a ABB Sp. z o.o. ,  Warszawa. (2009)


Celem pracy są badania zachowania się silnika synchronicznego dużej mocy, jego oddziaływania na sieć zasilającą i zjawisk elektromagnetycznych w samym silniku podczas wystąpienia zakłóceń mogących skutkować wypadnięciem maszyny z synchronizmu lub przejściem do pracy asynchronicznej. Obydwa wymienione, awaryjne stany pracy stanowią duże zagrożenie dla silnika ze względu na znacznie większe od normalnych obciążenia elektromagnetyczne i elektromechaniczne uzwojeń i elementów konstrukcyjnych. Zwiększone obciążenia mogą wywołać nadmierne, niszczące nagrzanie podzespołów maszyny lub ich mechaniczne uszkodzenie.
Badania wykonano przy pomocy komercyjnych programów do obliczeń pól elektromagnetycznych metodą elementów skończonych, pozwalających zbudować model polowo-obwodowy i przy jego pomocy wykonać obliczenia symulacyjne różnych stanów pracy maszyny. Model taki w znacznie większym stopniu odwzorowuje fizyczne właściwości materiałów i zjawiska fizyczne niż  modele obwodowe. Niemniej do niektórych zadań użyto modelu obwodowego zbudowanego przy pomocy pakietu komercyjnego Simplorer. Zbudowano obydwa omówione modele obliczeniowe i wykonano obliczenia dla różnych rodzajów przeciążeń momentem, utraty napięcia wzbudzenia i obniżenia napięcia sieci. Wyniki obliczeń symulacyjnych wykorzysta Centrum Badawcze ABB do projektowania nowej generacji zabezpieczeń maszyn synchronicznych dużej mocy.


11. Dr hab. inż. L. Antal, prof. PWr; dr inż. Piotr Kisielewski, Wykonanie pomiarów laboratoryjnych maszyny synchronicznej połączonej z siecią sztywną podczas pracy asynchronicznej oraz całkowitej utraty synchronizmu z siecią,  Zadanie szczegółowe w ramach umowy nr PLCRC/1830640/02/166/2007 zawartej pomiędzy Wydziałem Elektrycznym Politechniki Wrocławskiej a ABB Sp. z o.o. ,  Warszawa. (2009)


Celem pracy jest eksperymentalne badanie elektrycznych i mechanicznych właściwości podczas utraty synchronizmu maszyn synchronicznych (silnika i generatora) małej mocy. Badania te potwierdzają poprawność zastosowanych wcześniej w  pracy "Model polowo-obwodowy do symulacji i analizy pracy asynchronicznej maszyny synchronicznej połączonej z siecią sztywną" modelu polowo-obwodowego i modelu obwodowego do analizy awaryjnych stanów pracy maszyn synchronicznych. w badaniach użyto dwóch zespołów napędowych: silnik synchroniczny 4 kW sprzęgnięty z generatorem prądu stałego 5.5 kW i 9 kW generator synchroniczny sprzęgnięty z 10.5 kW silnikiem prądu stałego. Dla obu napędów wykonano podobne testy:
- utrata synchronizmu przez przeciążenie momentem,
- praca asynchroniczna po chwilowym zaniku prądu wzbudzenia,
- utrata synchronizmu po chwilowym zaniku napięcia.
Dla bezpieczeństwa maszyn testy wykonano przy obniżonym napięciu. Wykonano również pomiary i obliczenia parametrów indukcyjnych (Xd, Xq, Xd”, Xq”) i momentów bezwładności obu zespołów.

12. Mgr inż. M. Kamiński: Odtwarzanie trudnomierzalnych zmiennych stanu napędu dwumasowego za pomocą estymatorów neuronowych. Projekty Uczelniany dla młodych pracowników nauki.

Nadrzędnym celem wykonanego projektu było opracowanie teoretyczne oraz testy na obiekcie rzeczywistym neuronowych estymatorów zmiennych stanu napędu dwumasowego. Ponadto wykonano projekt struktury sterowania prędkością elektrycznego napędu dwumasowego wykorzystującego regulator stanu oraz estymatory neuronowe. W trakcie realizacji powyższych zadań szczególnie uwzględnione zostały zagadnienia: optymalizacji właściwości generalizacyjnych sieci neuronowych (zastosowano metody: Optimal Brain Damage oraz regularyzację Bayesowską.) oraz wprowadzania uproszczeń stosowanych w pętli kształtowania momentu elektromagnetycznego napędu.

13. Mgr inż. J. Krysiak: Stanowisko do badań stałości napięciowej wysokoomowych rezystorów precyzyjnych. Projekty Uczelniany dla młodych pracowników nauki.


Głównymi celami projektu były: budowa stanowiska pomiarowego oraz określenie parametrów najlepszych rezystorów wysokoomowych (kompozytowych oraz tlenkowych typu MOX) stosowanych we współczesnej aparaturze elektrometrycznej. W ramach projektu zestawiono stanowisko do badań rezystorów wysokoomowych, opracowano metodykę oraz przebadano główne elementy składowe stanowiska pomiarowego. Wykonano badania stałości napięciowej precyzyjnych rezystorów wysokoomowych. Dokonano weryfikacji wyników pomiarów z zastosowaniem najlepszych przyrządów pomiarowych oraz różnych metod pomiarowych (CVM, CCM).

 
 do góry drukuj poleć stronę kontakt na skróty