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500 kV变电站交流系统环网故障自动检测方法摘要：电力系统电力负荷增长迅猛、电网结构日趋复杂，加之新技术应用与传统保护装置改造升级，使变电站运行维护面临诸多挑战。
其中环网故障是影响供电可靠性与安全稳定性的重要因素。
关键词：500kV；变电站；交流系统；环网故障；自动；检测方法为解决电力系统安全稳定运行难题，本文针对500 kV变电站进行了交流系统环网故障自动检测方法的研究。
为提高电力系统运行稳定性及可靠性，电网企业加大了变电站自动化设备和技术改造力度，其中智能变电站的建设成为一大热点。
文章介绍了一种基于人工智能的变电站交流系统环网故障自动检测方法，该方法能实现交流环网故障的自动检测。
一、概述目前，在我国电网中，主要采用的站变保护装置有二次侧环网自动监视装置、站变差动保护装置和二次侧环网自动监视及报警保护装置等。
站变保护是对变电所站变接线的一次设备进行常规状态下的二次信号检测。
在高压部分，对二次侧环网故障自动检测主要采用的是故障测距法和故障模拟法。
传统环网故障测距方式一般采用电流互感器直接测得的环电阻，但该方法存在着测量精度低、稳定性差以及不能满足实际需求等缺点。
而目前应用最多的是利用相量法和电流电压法计算出故障点的电气量并作为一次电流测量值，然后再由电流电压法测得的二次侧环网故障信息。
该方法通过计算出环电阻，再通过人工设定的计算公式进行自动求环。
但由于现场安装环境、设备参数、操作方式以及人为原因等诸多因素会影响数据精度与计算结果。
因此本文提出了一种基于人工智能的变电站交流系统环网故障自动检测方法，该方法通过人工智能神经网络自动生成环网故障信息，进而实现自动检测交流系统环网故障，以提高电网供电可靠性与安全稳定性，满足智能变电站建设需求。
智能变电站作为一个集成了电气、计算机、通信等技术于一体的智能系统，它采用了先进的数字化、网络化和智能化等技术使变配电自动化从被动保护走向主动保护。
其中站变保护是智能变电站中一种重要设备之一，其可以实时监测站变三相电流是否正常以及一次电压是否出现异常。
第29卷 第12期系统工程与电子技术Vol.29 No.122007年12月Systems Engineering and Electronics Dec.2007文章编号:10012506X (2007)1222106205收稿日期:2007-04-18;修回日期:2007-05-25。
基金项目:国家自然科学基金(60574083);国家“863”高技术计划基金(2006AA12A108);航空科学基金(2007ZC52039)资助课题作者简介:姜斌(1966-),男,教授,博导,博士后,主要研究方向为故障检测、容错控制、非线系统控制、飞行和鲁棒控制等。
E 2mail :binjiang @飞控系统主动容错控制技术综述姜 斌1,杨 浩1,2(1.南京航空航天大学自动化学院,江苏南京210016; GIS 2CN RS ,UMR 8146Universit édes Sciences et Technologies de Lille ,59655Villeneuve d ’Ascq cedex ,France ) 摘 要:从控制工程的角度对目前飞行控制系统和空中交通的主动容错控制方法进行了归纳和总结。
首先分析了飞行控制系统主要的故障类型,包括舵面故障、传感器故障和过程故障。
然后根据线性和非线性飞机模型,分别介绍了相关的容错控制技术,主要分为基于模型和基于知识两大类。
对于空中交通系统的容错控制技术也做了深入的阐述。
最后,对飞行控制系统主动容错控制技术领域目前存在的一些问题以及未来的发展方向进行了探讨。
关键词:飞控系统;故障诊断;容错控制中图分类号:TB 277 文献标志码:ASurvey of the active fault 2tolerant control for flight control systemJ IAN G Bin 1,YAN G Hao 1,2(1.Coll.of A utomation Engineering ,N anj ing Univ.of A eronautics and A st ronautics ,N anj ing 210016,China;2.L A GIS 2CN RS ,UM R 8146Universit édes S cienceset Technologies de L ille ,59655V illeneuve d ’A scq cedex ,France ) Abstract :The recent result s of fault 2tolerant control for flight control systems and air traffic systems are surveyed from control engineering point of view.Firstly ,several main fault modes are analyzed ,including act u 2ator fault s ,sensor fault s and process fault s.Then based on linear and nonlinear flight models ,fault 2tolerant control met hods are introduced ,which are largely divided into model based techniques and knowledge based ones.Some discussions are also made for air traffic systems.Finally ,the perspectives of fault 2tolerant control technology for flight control systems are predicated.K eyw ords :flight control system ;fault diagnosis ;fault 2tolerant control0 引 言 随着现代飞控系统对其各部件的可靠性、准确性的要求越来越高,故障诊断和容错控制技术的研究引起了相关研究领域的重视,各个领域(如机械设计、振动设计、民航工程等)分别从自身的角度提出了相应的方法[1-2]。
1 绪论随着现代化大生产的发展，电子线路故障诊断技术的研究越来越重要。
根据电子线路的特点可将电子线路故障诊断分为模拟电路的故障诊断和数字电路的故障诊断。
在现代电子设备中，绝大部分电子设备故障是由于模拟电路故障导致的，可以说，模拟电路的可靠性几乎决定了电子设备的可靠性。
1.1 模拟电路故障诊断的背景意义目前，模拟电路在航天、通信、自动控制、家用电器等许多方面得到广泛地应用。
随着电子技术的发展,模拟电路的集成程度越来越高,规模越来越大。
因此，对模拟电路的工作的有效性、可靠性、可维修性等提出了更高的要求。
在模拟电路故障发生后,要求能及时将导致故障的原因诊断出来,以便检修和替换。
对模拟电路的生产部门来说,同样也要求能及时诊断出故障，以便改进工艺,提高产品的合格率。
对于某些重要设备中的模拟电路，还要求进行故障的预测，即对正常工作中的模拟电路进行不断的检测，在元件发生故障前就进行替换，以避免故障的发生。
根据电子技术的发展状况，由以下三点说明模拟电路故障诊断技术的紧迫性:第一，微电子学时代的到来,电子线路的复杂性和密集性明显增加, 成千上万个电路元器件集成在一个小芯片上,而对这些电路元器件的测试仅限于为数有限的引出端子之上，如此,通常的测量，微调的手段将不再实用甚至无济于事。
第二，在无线电电子系统中, 数字电路不能完全取代模拟电路，数字电路的故障诊断方法也不能取代模拟电路的故障诊断方法。
第三，现代电子系统复杂度的增加,系统的可靠性显得更为重要,因此,必须提高电子系统的可靠性。
综上所述,工业生产对模拟电路提出了新的要求,微电子技术的快速发展对模拟电路的测试和诊断也提出迫切的要求,这就使得科技人员不得不进一步探索模拟电路的测试和诊断上的新理论和新方法,研发新的测试和诊断设备以适应时代的需求。
所以，开展模拟电路故障诊断的研究是一项非常有意义的课题。
1.2 模拟电路故障诊断的发展与现状相对于数字电路故障诊断而言，模拟电路故障诊断的发展较为缓慢，其中主要原因有以下六点：1）故障状态的多样性。
自动控制系统实验教案一、实验目的1. 理解自动控制系统的原理和组成；2. 熟悉常见自动控制器的结构和功能；3. 掌握自动控制系统的设计和调试方法；4. 培养动手能力和实验技能。
二、实验原理1. 自动控制系统的基本概念：系统、输入、输出、反馈、闭环、开环等；2. 自动控制器的分类：比例控制器、积分控制器、微分控制器、PID控制器等；3. 自动控制系统的设计方法：频率域设计、时域设计、状态空间设计等；4. 自动控制系统的稳定性分析：闭环系统、开环系统、李雅普诺夫稳定性定理等。
三、实验设备与器材1. 实验台：自动控制系统实验台；2. 控制器：比例控制器、积分控制器、微分控制器、PID控制器等；3. 传感器：温度传感器、压力传感器、流量传感器等；4. 执行器：电动机、电磁阀、调节阀等；5. 仪器仪表：示波器、信号发生器、万用表等。
四、实验内容与步骤1. 实验一：比例控制器实验a. 了解比例控制器的工作原理；b. 搭建比例控制器实验电路；c. 调试比例控制器，观察控制效果；2. 实验二：积分控制器实验a. 了解积分控制器的工作原理；b. 搭建积分控制器实验电路；c. 调试积分控制器，观察控制效果；3. 实验三：微分控制器实验a. 了解微分控制器的工作原理；b. 搭建微分控制器实验电路；c. 调试微分控制器，观察控制效果；4. 实验四：PID控制器实验a. 了解PID控制器的工作原理；b. 搭建PID控制器实验电路；c. 调试PID控制器，观察控制效果；5. 实验五：自动控制系统稳定性分析a. 了解闭环系统稳定性分析方法；b. 搭建实验电路，进行稳定性分析；c. 改变系统参数，观察稳定性变化；五、实验要求与评价1. 实验要求：a. 按时完成实验任务；b. 正确操作实验设备，注意安全；c. 认真观察实验现象，记录实验数据；2. 实验评价：a. 实验操作的正确性；b. 实验数据的准确性；c. 实验分析的深入程度；六、实验六：模拟工业过程控制1. 目的：学习工业过程控制的基本原理。
自动控制系统的优化与性能改进随着科技的不断发展，自动控制系统在各个领域中的应用越来越广泛。
为了提高自动控制系统的性能和效能，进行系统优化和改进是至关重要的。
本文将介绍自动控制系统的优化方法和性能改进措施，以帮助读者了解如何提升系统的效率和响应能力。
一、系统建模与参数调整在优化自动控制系统之前，首先需要进行系统建模和参数调整。
系统建模是指将实际系统抽象为数学模型，以便进行后续的分析和控制设计。
参数调整是指根据系统的实际情况，调整模型中的各个参数，以使系统的输出与期望输出尽可能一致。
对于线性系统，常用的建模方法包括传递函数模型和状态空间模型。
对于非线性系统，可以使用非线性方程或者神经网络等方法进行建模。
建模完成后，可以通过系统辨识方法来确定模型中的参数，并进行参数调整，以提高系统的性能。
二、控制算法优化控制算法是自动控制系统中的核心部分，它决定了系统的响应速度和控制精度。
常用的控制算法包括比例积分微分（PID）控制算法、模糊控制算法和最优控制算法等。
针对不同的系统，选择合适的控制算法进行优化十分重要。
对于简单的线性系统，PID控制算法是一种常用的选择，并且通过调整PID参数可以实现系统的优化。
对于复杂的非线性系统，可以考虑使用模糊控制算法或者最优控制算法来提高系统的性能。
三、传感器与执行器的选择与改进传感器和执行器是自动控制系统的重要组成部分，它们负责将系统所需的输入和输出转化为电信号或物理力，影响着系统的感知和执行能力。
在系统优化和性能改进过程中，可以考虑使用更加精确和灵敏的传感器，以提高系统的测量精度和反馈质量。
同样地，使用高效的执行器可以改善系统的执行能力和响应速度，从而提高系统的性能。
四、系统监测与故障检测对于自动控制系统而言，系统监测和故障检测是必不可少的环节。
系统监测可以实时地获取系统的状态和工作情况，为后续的优化和改进提供依据。
故障检测则可以及时发现系统中的问题，并采取相应的措施进行修复。
故障检测与诊断的模型摘要：快速、准确的故障检测与诊断离不开有效的系统模型。
针对故障检测与诊断的特点，文章简要介绍了机理建模、知识建模和数据驱动建模三类传统建模方法，并从不同维度对以上几种建模方法作了比较阐述，同时基于上述各模型的特点，给出了几种混合建模的思路。
关键词：机理；知识；数据驱动；混合模型0 引言故障检测与诊断是一门相对独立的技术。
我国在1979 年才初步接触故障检测与诊断技术，经过30多年的发展，故障检测与诊断技术已在自动驾驶、人造卫星、航天飞机、汽轮发电机组、大型电网系统等重要核心领域得到广泛应用。
目前，故障检测与诊断的模型大致有基于机理的模型、基于知识工程的模型、基于数据驱动的模型，文章将结合各模型的特点重点探讨故障检测与诊断中混合建模的思路。
1 机理模型基于机理模型的方法首先需要被诊断系统精确的机理模型，然后利用构造出来的观测器预估系统的输出值，再将估计值与实际值做差产生残差。
当系统运行正常时，残差应为零或近似于零；当系统出现故障时，残差量会明显超出允许范围。
基于机理模型的方法根据残差产生的原因可细分为参数估计法、状态估计法、等价空间法等。
参数估计法根据观测数据来辨识系统的动态参数，依据系统参数与模型参数的差值来判断系统是否出现故障。
状态估计法通过对系统的状态进行重构，通过与可测变量做差生成残差序列，并采用统计检验法从残差序列中把故障检测出来，前提是系统可观测或者部分可观测，一般用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。
等价空间法是通过系统的输入输出真实值来检验系统机理的等价性，通过确定系统的输入输出间的冗余，实现检测和分离故障的效果。
基于解析模型的故障诊断方法充分体现了过程的内部机理，外延性好。
但当系统过于复杂时无法获取其内部机理的全部信息，具有一定的局限性。
2知识工程模型基于知识的方法主要是通过相关的经验建立系统的定性模型来解决复杂的故障诊断问题。
基于神经网络、模糊逻辑方法是常用的方法。
第1篇一、测控面试题目1. 请简述测控系统的基本组成及其在工业自动化中的应用。
2. 解释测控系统中的传感器、执行器、控制器、测量电路和显示装置的作用。
3. 如何根据实际需求选择合适的传感器？4. 简述测控系统中常见的几种测量方法。
5. 分析测控系统中的误差来源及其处理方法。
6. 阐述测控系统中的PID控制算法原理及其优缺点。
7. 如何对测控系统进行调试和校准？8. 介绍测控系统中的抗干扰措施。
9. 简述测控系统在工业自动化中的发展趋势。
10. 请结合实际案例，说明测控系统在提高生产效率、降低成本方面的作用。
11. 如何对测控系统进行故障诊断和维修？12. 分析测控系统在工业自动化中的安全性要求。
13. 阐述测控系统在物联网、智能制造等领域的发展前景。
14. 如何提高测控系统的可靠性和稳定性？15. 请谈谈你对测控系统未来发展方向的看法。
二、测控面试题目解析1. 测控系统的基本组成及其在工业自动化中的应用测控系统由传感器、执行器、控制器、测量电路和显示装置组成。
在工业自动化中，测控系统主要用于监测、控制、调节和优化生产过程中的各种参数，提高生产效率和产品质量。
2. 传感器、执行器、控制器、测量电路和显示装置的作用（1）传感器：将物理量转换为电信号，如温度、压力、流量等。
（2）执行器：根据控制器指令，实现工业设备动作，如电机、阀门等。
（3）控制器：根据传感器反馈信号，对执行器进行控制，实现对生产过程的调节。
（4）测量电路：将传感器信号转换为标准信号，如电压、电流等。
（5）显示装置：将测量结果直观地显示出来，如仪表、屏幕等。
3. 根据实际需求选择合适的传感器（1）测量范围：根据被测量的物理量大小选择合适的传感器。
（2）精度：根据测量要求选择精度较高的传感器。
（3）稳定性：选择稳定性较好的传感器，降低误差。
（4）抗干扰能力：选择抗干扰能力较强的传感器，提高系统可靠性。
4. 测控系统中常见的几种测量方法（1）直接测量法：直接测量被测量物理量，如温度、压力等。
