KŘÍŽEK, T. Identifikace parametrů asynchronního motoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2008.

Posudek vedoucího

Blaha, Petr

Cílem diplomové práce bylo převést a simulačně ověřit algoritmy pro identifikaci parametrů asynchronního motoru vytvořené v rámci bakalářské práce do signálového procesoru Freescale MC56F8346. Diplomant úspěšně převedl algoritmy pro on-line identifikaci rozptylové indukčnosti, vzájemné indukčnosti a časové konstanty rotoru. V rámci diplomové práce musel student zvládnout problematiku signálových procesorů s pevnou řádovou čárkou, s tím související normalizaci veličin, programování v jazyce C a pomocí intrinsických funkcí. Při ověřování algoritmů se student seznámil s "processor-in-the-loop " testováním algoritmů pomocí SFIO Toolboxu. Konzultací student mohl využívat v hojnější míře. Urychlil by tím fázi vypracování diplomové práce a na sepsání práce by mu potom zbylo více času. Diplomová práce by potom svojí úrovní nepokulhávala za tím, co skutečně udělal. Vypracovaná diplomová práce splňuje požadavky zadání. Její výsledky jsou přínosné, protože budou po otestování na reálném motoru použity k vylepšení chování vektorového řízení asynchronních motorů. Při jejím vypracování student, dle mého názoru, prokázal inženýrské schopnosti.

Posudek oponenta

Václavek, Pavel

Předložená diplomová práce se zabývá problematikou identifikace parametrů asynchronního motoru. Jedná se o téma poměrně náročné a aktuální z hlediska průmyslových aplilací. Práce je logicky členěna do tří celků - popis asynchronního motoru (kapitoly 2,3), metody identifikace parametrů (kapitola 4), realizace algoritmů a jejich ověření (kapitoly 5,6). Práce na první pohled překvapí poměrně malým rozsahem vlastního textu (cca 40 stran), což by samo o sobě nebylo závadou, pokud by předložený text neobsahoval řadu chyb a nepřesností, z nichž některé budou komentovány dále. Je třeba rovněž zdůraznit, že převážná část diplomové práce je doslovnou kopií předchozí bakalářské práce, včetně věcných chyb. Hned v úvodu práce je uveden seznam symbolů, který však diplomant okopíroval ze své bakalářské práce a neobsahuje tedy velké množství symbolů dále používaných a je tak zcela bezcenný. První část se zabývá popisem asynchronního motoru. Jako možné tvary modelu uvádí tři běžně používané struktury (T, gamma a inverzní gamma). Je velkou škodou, že diplomant věnuje v této části jen nepatrnou pozornost vhodnosti jednotlivých typů modelů pro identifikaci parametrů a vztahům mezi nimi. Zcela pak chybí popis přechodu od parametrů T-modelu ke gamma modelu, který je následně patrně používán v identifikační metodě. Vzhledem k tomu, že tyto souvislosti jsou pro provedení identifikačního experimentu poměrně zásadní, je pouhý odkaz na dřívější bakalářskóu práci nevhodný. Práce obsahuje řadu odvážných, až chybných trvrzení - "díky novým a složitým algoritmům, jako jsou vektorové řízení a přímé řízení momentu a megnetického toku..."(str 10., vektorové řízení je 40 let starý algoritmus, hlavní výhodou přímého řízení momentu je jeho jednoduchost), "pro ustálené stavy i přechodné děje jsou důležité hodnoty amplitud elektromagnetických veličin"(str 12., pro ustálené stavy ano, ale v přechodovém ději je důležité sledovat aktuální hodnoty jednotlivých veličin), "U AM je účelné orientovat polohu prostorových vektorů v souřadnicovém systému, jehož otáčivá rychlost omega je shodná s otáčivou rychlostí magnetického pole statoru" (str 12., nesoulad symboliky, ostatní vztahy pracují s omega jako mechanickou rychlostí otáčení rotoru, což je zcela jiná veličina, ve skutečnosti je většinou volen pevný souřadnicový systém, nebo systém spojený s rotorovým magnetickým tokem, jehož rychlost otáčení může být v přechodovém ději odlišná od otáčivé rychlosti pole statoru). V další části se diplomant zabývá popisem metody off-line identifikace základních parametrů asynchronního motoru. Vychází z několika literárních zdrojů tak, aby byl vytvořen skutečně funkční algoritmus. Samotná popsaná metodika je jistě zajímavá a patrně vede k funkčnímu algoritmu, kvalita práce ale je opět znehodnocena řadou chybných tvrzení. I když to diplomant explicitně neuvádí, na základě obr. 4.1 patrně vychází z inverzního gamma modelu. Pak jsou však v rozporu s kapitolou 2.3 značeny indukčnosti LL, LM místo zavedeného LL2,LM2. Co je však mnohem horší je fakt, že v inverzním gamma modelu je užívána hodnota rotorového odporu RR, která je vztahem 2.5 zavedena jako rotorový odpor T-modelu. Rotorový odpor T-modelu a inverzního gamma modelu jsou rozdílné veličiny, vázané přepočítacím vztahem. Nejdříve je odvozen postup pro identifikaci LL, ke kterému nelze vznést významější připomínky. Následně je popisován postup identifikace idnukčnosti LM a časové konstanty T R. Metoda vychází z porovnání výpočtu jalového výkonu na základě statorových elektrických veličin a modelu rotorového magnetického toku. Pomineme-li některé stylisticky nepříliš zdařené formulace, připomínající spíše strojový překlad původních anglických textů, uvádí zde diplomant několik chybných závěrů. Na str. 20 se píše "aby se rovnice (4.13) rovnala nule, musí platit LM~=LM nebo omega=0. I v jiných případech se dá LM identifikovat jedinečným způsobem použitím DeltaQ, např. s podmínkou bez zátěže". Tato formulace obsahuje hned několik vážných chyb - rovnice 4.13 je splněna pro omega_s=0 ne omega=0; neplatí, že "i v jiných případech" ale "jen v jiných případech" se dá LM identifikovat, pro omega_s=0 identifikace není možná; formulace "např. bez zátěže" je silně zavádějící, protože identifikace je možná "jen" ve stavu bez zátěže, což je zřejmé z 4.12. Celou část končí diplomant další chybou, kdy se snaží demonstrovat, že z nalezených parametrů inverzního gamma modelu je možné vypočítat parametry T-modelu. Vztah 4.15 je však chybný a navíc chybí výpočet indukčnosti Lm. Poslední část práce se zabývá vlastní realizací algoritmů. Nejdříve diplomant popisuje použité hardwarové prostředky. Na straně 26 diplomant píše "Do programu Matlab byl přidán SFIO toolbox vyvinutý Doc. Ing. Petrem Blahou, Ph.D. a Doc. Ing. Janem Václavkem, Ph.D. Oponent tímto prohlašuje, že je spoluautorem předmětného díla, nicméně Jan Václavek je jeho 18 měsíční syn, který sice vzhledem ke své váze 10 kg může být považován za docenta, již dnes projevuje inženýrské schopnosti, ale oponentovi není známo, že by se dosud podílel na vývoji zmíněného softwarového nástroje. Rovněž popis SFIO toolboxu jako nástroje pro "získávání hodnot nejrůznějších proměnných z DSP" je poněkud mylný. V kapitolách 5.2.3 a 5.2.4 pak diplomant popisuje nástroje DSP56800E QuickStart a Freemaster, které jsou bezesporu velice užitečné pro vývoj embedded aplikací, nicméně diplomant je pro zpracování své práce nepoužíval a jejich popis tak zde nemá své místo. Dále se diplomant zabývá normalizací algoritmu pro použití v celočíselné aritmetice. Kromě obecného popisu zde však není sebemenší zmínka a dokumentace provedené normalizace a podoba výsledných normalizovaných rovnic. Diplomant uvádí, že identifikační metodu přidával do dříve vytvořeného modelu bezsnímačového řízení. Práce diplomanta neměla sebemenší souvislost s bezsnímačovým řízením a je škoda, že diplomant nemodifikoval modelovací schéma poskytnuté vedoucím práce tak, aby neobsahovalo část řešící řízení bez snímače otáček. Bezsnímačové řízení je v současnosti stále experimentální záležitostí a jeho vlastnosti mohli mít negativní dopad na vlastní ověřované algoritmy diplomanta. Vlastní výsledky simulačních experimentů nejsou zcela přesvědčivé. Navržené metody jsou sice schopné poměrně kvalitně odhadnout identifikované parametry, ale zdá se, že v algoritmu není něco zcela v pořádku. Na obr 6.11 je ukázáno, že výstup adaptivního modelu se výrazně odlišuje od skutečné hodnoty toku, přičemž obr. 6.13 a 6.14 ukazuje, že došlo k dobré adaptaci hledaných parametrů. Na str 42 se píše "Velikost chyby identifikace LM a TR je zapříčiněna tím, že použitý jednoduchý algoritmus špatně odhaduje skutečný magnetický tok", což dále dokumentuje obrázkem 6.11. Toto zdůvodnění je poněkud podivné, použitý adaptivní model závisí jen na odhadovaných parametrech LM a TR a nemůže být zdrojem nepřesnosti, referenční model pak závisí jen na odporu statoru, jehož vliv, ale byl, jak uvádí diplomant, eliminován a indukčnosti LL získané předchozí identifikační metodou. Problém bude tedy třeba hledat v citlivosti na nepřesnost určení LL. Kromě toho obr. 6.11 vůbec nedokumentuje chybnou činnost odhadu toku. Diplomant totiž opomněl fakt, že jím použitý model toku je založen na inverzním gamma modelu, zatímco vedoucím práce poskytnuté schéma pracuje s gamma modelem pro model toku a T-modelem pro model samotného motoru. Výsledkem je porovnávání neporovnatelných veličin, protože právě rotorový tok má v každém z uvedených modelů jinou hodnotu vázanou přepočítacími vztahy. Při vyhodnocení přesnosti metody se diplomant dopouští dalších chyb, kdy např. tab. 4 na str. 47 obsahuje nesmyslné hodnoty absolutních chyb. Celkově je práce velmi obtížně čitelná především z důvodu její stručnosti, kdy je vynechána řada odvození. Obětí této stručnosti se pak stává sám diplomant, protože se dopouští zbytečných chyb, kterých by se musel jistě vyvarovat, pokud by řešení dokumentoval podrobněji. Práce působí dojmem, že diplomant věnoval nepřiměřeně málo času přípravě textu a v časové tísni se pak uchýlil k přehnanému využití předchozí bakalářské práce. Je to velká škoda především z toho důvodu, že při kvalitním zpracování by se jednalo o téma mimořádně odborně hodnotné.

eVSKP id 12822