Rozprawy doktorskie WIEiK

Type: Collection of doctoral dissertations of a unit
Title

Collection items (22)


Zastosowanie pojęcia czasowo–zależnej mocy czynnej do zagadnień optymalizacyjnej teorii mocy

Hawron, Konrad
Dissertation
2018
Celem pracy było przedstawienie kompleksowego aparatu matematycznego do opisu zjawisk optymalizacyjnej teorii mocy, tj. teorii dopasowania źródło–odbiornik w stanach ustalonych oraz w matematycznie aproksymowanych stanach przejściowych pomiędzy następującymi po sobie stanami ustalonymi. Uzyskane matematycznie wyniki zostały poparte przykładami symulacyjnymi.

Wykrywanie i identyfikacja uszkodzeń złożonego układu elektromechanicznego w ich początkowej fazie powstawania metodami falkowo-neuronowymi

Tomczyk, Marcin
Dissertation
2018
Rejestrowane w czasie rzeczywistym sygnały układów elektromechanicznych, zarówno elektryczne, jak i mechaniczne, zazwyczaj zawierają istotne informacje o stanie tych układów oraz o zachodzących w nich procesach fizycznych, mogących być symptomami pojawiających się uszkodzeń. W złożonych układach elektromechanicznych, zawierających silne nieliniowości, i działających w warunkach istnienia zakłóceń, dostęp do tych informacji jest zwykle bardzo trudny i wymaga stosowania specjalistycznego aparatu badawczego. Wymienione ograniczenia sprawiają, że wybór aparatu badawczego jest bardzo istotny. W rozprawie tej badania charakteru sygnałów przeprowadzono jednocześnie w dziedzinie czasu i częstotliwości, co zwiększyło efektywność selekcji zawartych w tych sygnałach informacji. Wybór ten był podyktowany dogłębną analizą istniejącego stanu wiedzy, która wykazała, że analiza czasowo-częstotliwościowa stanowi efektywne narzędzie monitorowania i diagnostyki niestacjonarnych stanów dynamicznych, które zazwyczaj są efektem występowania silnych nieliniowości (luzów, nieciągłości charakterystyk tłumienia, czy skokowych zmian momentu bezwładności). W pracy przyjęto, że analiza wrażliwości układu na niewielkie skokowe zmiany wartości wybranych parametrów układu może być pierwszym etapem badań takich stanów. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, że zastosowanie metody sieci neuronowych, a także metody grupowania danych pozwala na wydatne zwiększenie efektywności wykorzystania informacji zawartej w rozkładach współczynników falkowych i skalogramach.

Diagnozowanie silników indukcyjnych klatkowych przy wykorzystaniu wpływu nieliniowości obwodu magnetycznego

Duda, Arkadiusz
Dissertation
2018
W rozprawie doktorskiej przeprowadzono badania nad wykorzystaniem wpływu nieliniowości obwodu magnetycznego do diagnozowania uszkodzeń silników indukcyjnych klatkowych. W trójfazowych maszynach indukcyjnych, nieliniowość obwodu magnetycznego silnie objawia się w składowej zerowej napięcia lub składowej zerowej prądu, w zależności od sposobu połączenia uzwojeń stojana. Rozważania na temat wpływu efektów nasycania się magnetowodu rozpoczęto od sformułowania modelu permeancji, wyznaczonego na podstawie rozkładu indukcji pola magnetycznego w szczelinie metodą ciągłej sieci reluktancyjnej. Na jej podstawie zbudowano model matematyczny silnika, z którego wyprowadzono wzory na częstotliwości charakterystyczne dla poszczególnych uszkodzeń. W dalszej części wykonano badania polowo-obwodowe z użyciem liniowego i nieliniowego obwodu magnetycznego dla różnych połączeń uzwojeń stojana. Następnie przeprowadzono analizę pomiarów laboratoryjnych. W badaniach polowych i laboratoryjnych wyszukano i zidentyfikowano, na podstawie wcześniej wyprowadzonych wzorów, harmoniczne odpowiadające konkretnym uszkodzeniom, co potwierdziło zasadność wykorzystania wpływu nasycenia w diagnostyce maszyn indukcyjnych.

Synteza energetycznie optymalnych obwodów dopasowujących

Jaraczewski, Marcin
Dissertation
1999
Celem pracy jest sformułowanie oryginalnych procedur syntezy liniowych obwodów o dowolnej strukturze z okresowo zmiennymi parametrami, realizowanych za pomocą energoelektronicznej gałęzi uniwersalnej, ze źródłem sterowanym. Procedury te oparte są na zasadzie wariacyjnej, która polega na wyznaczeniu optymalnego rozkładu sygnałów napięciowych i prądowych w sieci w taki sposób, aby rozkład ten minimalizował zadany funkcjonał. Dla sygnałów okresowych będących warunkami na brzegu (wrotach) - mając daną strukturę układu - syntetyzujemy operatory impedancji wewnętrznych układu, znajdując dla każdej chwili czasu optymalne okresowo zmienne wartości prądów i napięć gałęziowych. Następnie realizujemy otrzymane sygnały gałęziowe za pomocą gałęzi uniwersalnej.

Sterowanie procesem brykietowania ze względu na niezawodność urządzenia i jakość wyrobu

Feliks, Jerzy
Dissertation
2000
Celem zadania było opracowanie systemu sterowania prędkością obrotową walców prasy LPW 450, który zapewni utrzymanie niezawodności urządzenia na odpowiednim poziomie i wytworzenie wyrobu o zadanej jakości. W skład systemu wchodzą dwa zasadnicze podsystemy. Podsystem I pozwala na podstawie łatwo mierzalnych symptomów wyznaczyć trwałość resztkową krytycznego elementu maszyny, natomiast podsystem II służy do oceny jakości wyrobu. Do budowy modeli podsystemów wybrano sztuczne sieci neuronowe. Wyznaczono najlepszą strukturę modeli oraz określono rodzaj, ilość i charakter sygnałów będących wejściami. Przebadano przydatność różnego typu algorytmów uczenia. Do testowania modeli posłużono się przebiegami sygnałów zarejestrowanych na prasie walcowej typu LPW-450. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem opracowanego i wykonanego w Instytucie Automatyki zautomatyzowanego układu do sterowania i rejestracji wyników pomiarowych. Model systemu sterowania zbudowano z wykorzystaniem techniki zbiorów rozmytych. Na podstawie wyników badań zaimplementowano odpowiednie reguły sterowania procesem oraz zaprezentowano wyniki z przeprowadzonych badań stanowiskowych i badań symulacyjnych.

Parameters analysis of multi-windings traction transformers

El Hayek, Joseph
Dissertation
2002
Dla częstotliwości przemysłowych wielouzwojeniowe transformatory trakcyjne są reprezentowane przez schematy zastępcze w formie wieloboku, które zawierają impedancję. Wartości tych impedancji można określić z pomiarów lub impedancji zwarciowych dla poszczególnych par uzwojeń. Rozprawa dotyczy obliczania impedancji zwarciowych dla par uzwojeń położonych na wspólnej kolumnie. Każde z uzwojeń może składać się z dowolnej liczby części połączonych szeregowo. Oryginalność zaproponowanej metody obliczeń wynika z faktu, że używane są jedynie podstawowe wymiary geometryczne rozkładu uzwojeń, co reguluje w zasadniczy sposób czas obliczeń, jak również nakłady pracy związane z modelowaniem. Aby otrzymać wymaganą dokładność wprowadzony został współczynnik uwzględniający rozłożenie cewki, bazujący na podejściu zastosowanym przez Rogowskiego. Jest on w pewnym sensie uogólnieniem współczynnika Rogowskiego na uzwojenia posiadające różne wymiary w kierunku promieniowym i osiowym.



Diagnostyka silników indukcyjnych metodami sztucznej inteligencji

Sułowicz, Maciej
Dissertation
2005
W rozprawie przeprowadzono badania nad zastosowaniem metod sztucznej inteligencji do diagnostyki wirników silników indukcyjnych klatkowych. Do opracowania technik diagnozowania stanu silnika przyjęto wzorce diagnostyczne mające postaci widma Fouriera prądu stojana. Wzorce uzyskano z rozwiązań obwodowego wieloharmonicznego modelu matematycznego silnika uwzględniającego ekscentryczności wirnika oraz uszkodzenia klatki. Model ten wykorzystuje metodę bilansu harmonicznych przy zapisie równań napięciowo-prądowych w składowych symetrycznych. Na jego podstawie opracowano program pozwalający badać wpływ wymienionych uszkodzeń wirnika na widmo Fouriera prądów faz stojana w dowolnym silniku indukcyjnym. W rozprawie przedstawiono oryginalną koncepcję systemu wnioskowania z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji opartego o bazę wzorców diagnostycznych, w którym zastosowano do wnioskowania diagnostycznego sieci neuronowe, rozpoznawanie wzorców oraz logikę rozmytą. Podejście to uwzględnia z jednej strony bazę danych wzorców diagnostycznych, z drugiej strony bazę danych pomiarów archiwizowanych, wykonanych w całym okresie użytkowania maszyny oraz blok wnioskowania diagnostycznego oparty o metody sztucznej inteligencji. W rozprawie szczególną wagę przywiązano do opracowania bloku wnioskowania diagnostycznego opartego o metody sztucznej inteligencji. W pierwszym etapie badań dokonano wieloprzekrojowej analizy informacji zawartych w widmach Fouriera prądów fazowych, stanowiących wzorce diagnostyczne. Wybrano minimalną liczbę cech sygnału diagnostycznego jednoznacznie charakteryzujących rodzaj uszkodzenia, stosując przy tym analizę PCA oraz jakościowe informacje o charakterystycznych zmianach harmonicznych widma prądu pod wpływem poszczególnych typów uszkodzeń. Problem wnioskowania diagnostycznego o stanie wirników silników indukcyjnych z zastosowaniem sieci neuronowych był rozważany jako zadanie klasyfikacji i estymacji. Zastosowano sieci typu perceptronu wielowarstwowego (MLP) oraz sieci neuronowe typu Support Vector Machine (SVM).Do wnioskowania diagnostycznego z zastosowaniem technik rozpoznawania wzorców zastosowano metodę opartą o funkcje przynależności i trzyetapowe rozpoznawanie wzorców: etap recepcji, etap przyporządkowanie i etap podejmowania decyzji. Dla grupy metod diagnostycznych opartych o logikę rozmytą przyjęto klasyczne system wnioskowania rozmytego Mamdaniego-Zadeha oraz Takagi-Sugeno-Kanga. Opracowano także algorytmy wnioskowania oparte o sieci neuronowe rozmyte (neuro-fuzzy) bazujące na strukturze ANFIS. Dla wszystkich opracowanych algorytmów diagnostycznych uzyskano zadawalającą skuteczność i trafność diagnozy. Najlepsze wyniki dla oceny stanu maszyny uzyskano dla sieci neuronowych typu SVM.

Komputerowo wspomagany system do wyznaczania granicznych wartości błędów dynamicznych wybranych układów pomiarowych

Tomczyk, Krzysztof
Dissertation
2006
Praca składa się z dwóch głównych części teoretycznej i praktycznej. Część teoretyczna przedstawia algorytmy pozwalające określić sygnały wejściowe, maksymalizujące całkowo kwadratowy funkcjonał oraz funkcjonał błędu bezwzględnego, dla przypadku jednego lub dwóch ograniczeń nałożonych na ten sygnał. Rozpatrzono sygnały ograniczone w amplitudzie oraz w prędkości narastania. W przypadku ograniczenia amplitudy, sygnał maksymalizujący wybrany funkcjonał błędu jest typu "bang-bang", natomiast w przypadku dwóch ograniczeń dotyczących amplitudy i prędkości narastania, sygnał maksymalizujący to kryterium może mieć trójkątny lub trapezoidalny kształt. W dziedzinie metrologii, określenie sygnałów maksymalizujących wybrany funkcjonał jest bardzo ważne, gdyż błędy generowane przez te sygnały pozwalają oszacować klasę dokładności układów przeznaczonych do pomiarów niezdeterminowanych sygnałów, w podobny sposób jak dla układów przeznaczonych do pomiarów statycznych. Dla przypadku całkowego kryterium błędu zastosowano technikę algorytmów genetycznych, natomiast w przypadku błędu bezwzględnego zastosowano analityczne metody określenia sygnałów wejściowych. Rozwiązania przedstawione w pracy uzyskano za pomocą programu komputerowego zaimplementowanego w języku C. Praktyczna część przedstawia parametryczną identyfikację przeprowadzoną za pomocą systemu pomiarowego, zaimplementowanego w programie LabView. Badania odnoszą się czujników przyśpieszenia oraz analogowych dolnoprzepustowych filtrów. Zakres pracy wynika z założonej tezy i sprowadza się do rozwiązania następujących zadań: 1. Opracowanie układu do syntezy matematycznych modeli układw pomiarowych 2. Opracowanie programu do syntezy matematycznych modeli wzorców 3. Wybór miar błędu dynamicznego 4. Analiza ograniczeń i osiągalności sygnałów maksymalizujących wybrane błędy 5. Przedstawienie procedur poszukiwania sygnałów maksymalizujących błąd całkowo-kwadratowy 6. Przedstawienie procedur wyznaczania sygnałów maksymalizujących błąd bezwzględny 7. Przedstawienie wyników badań wybranych układów pomiarowych 8. Zestawienie wniosków 9. Przegląd literatury