Модель непрерывного объекта

Одним из видов моделей непрерывных объектов являются логические модели. На основе знания принципиальной схемы объекта составляется его структурная схема.

Рассмотрим структурную схему входного устройства релейной защиты (рисунок 1). Задачей этого устройства является формирование уровня выходного сигнала z в зависимости от сигнала на входе х.

Рисунок 1. Структурная схема входного устройства релейной защиты. 1 – измерительная схема; 2 – формирователь выходного сигнала.

Как видно из структурной схемы, рассматриваемый объект состоит из двух блоков – измерительной схемы 1 и формирователя 2. На вход поступает сигнал х, являющийся комплексным сигналом (напряжение, ток, сдвиг фаз, частота и т.д.), вид которого зависит от типа защиты.

Рассмотрим функциональную схему такого устройства (рисунок 2.). Предположим, что входным сигналом являются ток и напряжение. Тогда в функциональной схеме измерительная схема будет иметь два входа. На вход измерительной схемы поступает ток и напряжение. В схеме происходит измерение фазового угла между током и напряжением. Поэтому в функциональной схеме измерительная схема представлена в виде двух блоков 1а и 1б.

Рисунок 2. Функциональная схема входного устройства релейной защиты. 1а – блок измерения тока и напряжения; 1б – блок измерения фазового угла между током и напряжением; 2 – формирователь выходного сигнала.

Считается, что для всех входных и выходных сигналов можно выделить области их допустимых значений. Если сигналы находятся в этой области, то они называются допустимыми сигналами и обозначаются, как х₁, х₂, у₁, у₂, у₃, z. В логической модели объекта (рисунок 3) допустимые значения обозначаются как 1. Если сигналы выходят за пределы области допустимых значений, то они называются недопустимыми сигналами и обозначаются, как х ₁, х ₂, у ₁, у ₂, у ₃, z. В логической модели объекта недопустимые значения обозначаются как 0.

Рисунок 3. Логическая модель входного устройства релейной защиты. 1, 2, 3, 4 – блоки функциональной схемы с одним входом и одним выходом.

Обозначим состояние блоков логической модели символом l_i, где i = 1, 2, 3, 4. Заполним таблицу функций неисправностей, для чего определим условия работы блоков. Блоки работают, если через них проходят сигналы:

F₁ = x₁; F₂ = х₂; F₃ = z₁· z₂; F₄ = z₁ · z₂· z₃.

Составим равенства вида z_i = l_i· F_i:

Столбец е₀ соответствует всем исправным блокам и имеет все 1.

Для столбца е₁ считаем, что неисправен первый блок и l₁ = 0. Все остальные блоки будем считать исправными, т.е. l₂ = l₃ = l₄ = 1. Тогда:

z₁ = l₁· x₁ = 0 · 1 = 0; z₂ = l₂ · x₂ = 1 · 1 = 1; z₃ = l₃· z₁· z₂ = 1 · 0 · 1 = 0;

z₄ = l₄· z₁· z₂ · z₃ = 1 · 0 · 1 · 0 = 0.

Столбцы е₂, е₃, и е₄ заполняются по аналогии. Таблица функций неисправностей имеет вид:

Таблица 2. Таблица функций неисправностей входного устройства релейной защиты

R результат	Есостояния объектов
е0	е1	е2	е3	е4
П проверка	z1
z2
z3
z4

По полученной таблице функций неисправностей разрабатывается алгоритм диагностирования объекта.

Преимуществом логических моделей является их простота. Однако в случае наличия в объекте обратных связей нельзя однозначно выделить в логической модели отказавший блок. В этом случае логическая модель для диагностики состояния объекта не применяется.

Дата добавления: 2014-01-15