基于控制回路的故障诊断研究

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要摘要对于复杂的工业控制过程，可以根据生产流程划分出三个结构层次的诊断框架：设备部件层，控制回路层和系统层。本文针对回路层，利用控制系统中各变量之间的相互关系，对控制回路振荡这一严重的故障进行了研究。另外，为了便于进行控制算法以及故障诊断的研究，自行设计搭建了一水箱实验装置，包括硬件，电气接线以及软件实现。控制回路振荡的一个主要原因是执行机构中存在的静态阻力，对此，文中用基于数据驱动的方法建立了其数学模型。最后，分别介绍了基于控制器输出与回路输出之间的互相关函数以及利用振荡波峰前后区域的面积比值两种方法对执行机构是否存在静态阻力进行了

2、检测；仿真实验结果证明了方法的有效性。关键词：故障诊断，控制回路，振荡，静态阻力，水箱ABSTRACTRegardingthecomplexindustrialcontrolsystem，athree—levelconfiguration，whichiscomposedofthecomponentlevel，thelooplevelandthesystemlevel，isproposedasthebasicframeworkforFDDsystemaccordingtotheproductionprocess．Oscillationsincontrolloop

3、s，whichareseriousbreakdown，areresearchedinthelooplevelinthisthesisintheuseofreciprocitybetweenvariousvariables．Moreover，foreaseofcarryingonthecontrolalgorithmaswell硒thefaultdiagnosisresearch．awatertankinstallationisdesigned，includinghardware，electricalwiringaswellassoftwarerealizati

4、on．Aprimarycauseofoscillationinthecontrolloopisthestictionoftheactuator，anditsmathematicalmodelisobtainedbyuseofmethodbasedondata·driveninthearticle．Finally,methodsbasedonthecross·correlationbetweencontrolvariableandloopoutputandthatbasedondistinguishingbetweentheshapesofthesignalsc

5、ausedbyastictionactuatorandanaggressivecontroller,usingtheratiooftheareasbeforeandafterthepeakofthecontrolerrorsignal，areintroducedtodiagnosetheoscillation．Thesimulationresultshaveproventheeffectivenessofthemethods．LinZongyi(controltheoryandengineering)Directedbyprof．NiuYuguangKEYWO

6、RDS：faultdiagnosis，controlloop，oscillation，stiction，watertank声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于控制回路的故障诊断研究》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：杰主定垒日期：迎：2：!』关于

7、学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文：⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：圭查复皇日期：亟翌：!：!!导师签名：日期：业半华北电力大学硕士学位论文1．1课题研究的背景及意义第一章引言随着科技的进步与社会的发展，工业过程和控制系统的规模日益扩大，

8、复杂程度不断提高，同时投资也越来越大。