電気ハイドロスタティックアクチュエータの適応フィルタと回転速度推定に基づく故障検出手法の設計と応用

障害検出は、EHAとしても知られる電気静水圧アクチュエータの実用性をテストするための重要な技術です。このプロトコルは、EHA障害検出のための効果的な設計実験方法を備えています。このプロトコルは、EHAのエラーを効果的かつ迅速に検出できるシミュレーションと実験の障害検出アルゴリズムを組み合わせたものです。

EHAシミュレーションモデルを確立するには、PCでシミュレーションソフトウェアを開き、テキスト原稿の説明に従ってモデルのパラメータを設定します。次に、位置コマンド、振幅0.01メートルの正弦波、および毎秒2つのπ半径の周波数を与えます。モデリングメニューに入り、モデル設定」ボタンをクリックします。

シミュレーション操作パラメータは、開始時間を 0 秒、停止時間を 6 秒、タイプを可変ステップ、ソルバーを自動に設定します。故障注入スイッチをダブルクリックして、非故障状態で動作するようにモデルを設定します。実行ボタンをクリックしてシミュレーションを実行し、非障害状態の結果を受け取ります。

描画ソフトウェアを実行して、ピストンロッドの置き方の間違いの曲線を描画します。インサート電気機械故障スイッチをダブルクリックして、3秒で電気機械故障を注入し、抵抗を1000umsに設定して、モーター巻線の開回路故障をシミュレートします。前に示したようにシミュレーションを繰り返して、電気機械的な故障状態の結果を取得します。

描画ソフトウェアを実行して、ピストンロッドの変位と識別された抵抗の曲線を描画します。インサート油圧障害スイッチを回して3秒で油圧障害を注入し、漏れ値をパスカルあたり毎秒10 ^ 9立方メートルの2.5倍に増やして、油圧ユニットの故障をシミュレートします。次に、前に示したようにシミュレーションモデルを実行して、油圧障害状態の結果を取得します。

描画ソフトウェアを実行して、ピストンロッドの変位と回転速度の推定結果の曲線を描画します。PC、EHA、およびサーボコントローラーを配置します。PCでホストソフトウェアインターフェイスを開き、サーボコントローラとPC間の通信を確立します。ソフトウェアのビザリソース名のドロップダウンウィンドウから適切なシリアルポートを選択します。

実行ボタンをクリックして、ソフトウェアを起動します。ソフトウェアの受信領域と対応する曲線を観察して、データ受信機能が正常かどうかを判断します。電磁弁2ボタンをクリックして、電磁弁の赤色光が点灯しているかどうかを確認し、データ送信機能が正常かどうかを確認します。

サーボコントローラに駆動電力を供給し、電圧を50ボルトDCに設定します。ソフトウェアのEHAスイッチボタンをクリックして、EHAを実行状態に設定します。データログボタンをクリックして、データロギングを開始します。

記録されたデータには、実際の位置、目標位置、実際の速度、目標速度、バス電流、電圧などのさまざまなパラメータが含まれます。EHAのプリランを実行し、ソフトウェアで位置コマンドを指定します。これには、プラス5ミリメートルとマイナス5ミリメートルのステップが含まれます。

EHAが正常に作動しているかどうかを確認します。ソフトウェアの位置コマンドに、振幅10ミリメートル、周波数1ヘルツの正弦波を与えます。特定された抵抗と推定回転速度が、障害のない動作条件下での値と一致しているかどうかを観察します。

結果が正しければ、位置コマンドを元の状態に戻します。EHA スイッチ ボタンをクリックして EHA を停止し、ドライブの電源を切ります。次に、ホストコンピュータソフトウェアを停止し、サーボコントローラとPC間の通信を中断します。実験データをエクスポートし、データを解析し、描画ソフトウェアを使用して実験結果の曲線を描画します。

次に、テキスト原稿に記載されているように結果分析を進めます。シミュレーション実行では、非障害状態のEHAピストンロッドの実際の位置曲線と目標位置曲線は、良好な動的特性で正常に動作しました。ただし、電気機械式故障注入の位置曲線では、ターゲットを正確に追跡できませんでした。

抵抗識別アルゴリズムは、注入前後で識別された値が真の値に収束することを示し、方法が所望の効果を達成したことを示している。油圧障害注入条件の実際の位置曲線と目標位置曲線は、目標を正確に追跡できませんでした。噴射前は、推定回転速度は実際の回転速度に非常に近かった。

注入後、回転速度の過度の誤差に応じて油圧障害を判断できます。実験結果はシミュレーション結果に従った。抵抗識別アルゴリズムは、識別された値がシミュレーションと一致する0.3omsの真の値に収束することを示し、この方法が所望の効果を達成したことを示している。

対応する回転速度の推定値は実際の回転速度に近く、回転速度誤差は基本的に0〜2.5RPSの許容範囲で変動した。障害検出技術は、EHAの冗長性と健康管理の鍵です。これは、EHAのさらなる実用性への道を開くことができます。