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研究生: 金岳勳
King, Yueh-Hsun
論文名稱: 磁浮軸承系統之診斷與偵錯
Diagnosis and Fault Detection of Magnetic Bearing Systems
指導教授: 蔡南全
Tsai, Nan-Chyuan
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 111
中文關鍵詞: 故障診斷估測器主動式磁浮軸承故障偵測
外文關鍵詞: Estimator, Active Magnetic Bearings, Fault Detection, Fault Diagnosis
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  • 本論文旨在設計主動式磁浮軸承(Active Magnetic Bearing, AMB)之全系統故障診斷(Fault Diagnosis)方案。傳統故障診斷方式皆以單獨診斷致動器(Actuator)或感測器(Sensor)為主,且同一時間內僅能診斷一個故障點,本研究則結合兩種診斷方法,同時利用狀態估測器(State Estimator)與參數估測器(Parameter Estimator)進行磁浮軸承系統感測器與致動器故障診斷,且提出新式診斷方式,結合狀態估測與邏輯判斷法則,除了增加診斷精確度,並能同時偵測出兩個以上的故障點,再配合電腦模擬驗證此邏輯判斷法的正確性。本研究最後利用磁浮軸承系統與dSPACE 數位類比資料轉換與擷取設備,搭配MATLAB/Simulink程式語言進行全系統診斷實驗,以一連串實驗證明本文所提故障診斷方案之可行性。

    This thesis proposes a full system fault diagnosis algorithm for active magnetic bearings (AMB). Most traditional approaches for fault diagnosis are based on actuator and sensor diagnosis individually and only can diagnose a single fault location at a time. This research combines two diagnosis methodologies by using both state estimators and parameter estimators to diagnose actuator and sensor faults in rotor/AMB systems. The proposed approach not only increases the diagnosis accuracy, but also detects more than two fault locations simultaneously. The presented logic analysis and algorithm have been verified by computer simulations and intensive experiments. The test rig is equipped with AMB, dSPACE, data aquizition unit and MATLAB/Simulink simulation environment.

    摘 要 I Abstract III 致 謝 IV 目 錄 V 圖目錄 VIII 表目錄 XII 第一章 緒論 1 第二章 參數估測器與狀態估測器之設計 6 2.1 系統動態之建模 8 2.2 參數估測器 12 2.2.1 數值微分法 15 2.2.2 最小平方誤差參數估測法 17 2.3 奇異擾動狀態估測器 19 2.3.1 慢時間刻度取樣模型(Slow-sampling Model) 21 2.3.2 快時間刻度取樣模型(Fast-sampling Model) 23 2.3.3 離散時間狀態估測器 23 2.3.4 慢時間刻度估測器(Slow-sampling Observer) 25 2.3.5 快時間刻度估測器(Fast-sampling Observer) 26 2.3.6多重速率狀態估測器 (Multirate Observers) 27 第三章 感測器與致動器錯誤及失效診斷 30 3.1 感測器故障偵測與故障分離症狀 33 3.1.1 單一感測器故障之症狀分析 37 3.1.2 兩個感測器故障之症狀分析 51 3.2 感測器故障分析症狀 61 3.2.1 感測器偏壓故障症狀分析 61 3.2.2 感測器乘性故障症狀分析 63 3.2.3 感測器雜訊干擾症狀分析 65 3.2.4 感測器故障分析流程 70 3.3 感測器故障診斷流程 71 3.4 致動器故障偵測與故障分離症狀 74 第四章 磁浮軸承系統故障診斷之實證 79 4.1 磁浮軸承系統硬體裝置簡介 79 4.2 實驗流程 87 4.2.1 感測器校正 89 4.2.2 建立感測器雜訊之機率密度函數 91 4.3 感測器故障分析實證 100 第五章 結論與展望 107 參考文獻 109 附 錄 110 自 述 111

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    [11] 林丕靜,數值分析,格致圖書公司,1995。

    下載圖示 校內:2008-07-31公開
    校外:2009-07-31公開
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