基于模糊状态观测器的燃气轮机转速传感器故障检测研究

赵 骏,朱嵘嘉,陈 鹏

(第七○三所无锡分部,江苏 无锡 214151)

转速传感器是燃气轮机控制系统的重要参数输入端。由于燃气轮机转速传感器的工作环境存在高温、盐雾、油雾等恶劣因素,导致其成为控制系统中最容易出现故障的环节之一[1-3]。错误的转速信号如能及时检测,则可利用备份传感器或重构控制律来确保系统继续运行,否则极易使控制系统执行降工况、停机等保护动作。因此,及时准确的检测出故障具有重要工程意义。

燃气轮机在正常运行时,源于进口空气温度、压力、燃油调节阀前的压力波动和负载等因素的不同,即使在相同工况下,其转速最高值和最低值也可相差总量程的1%～2%。另一方面,水雾、油雾、灰尘、及含钠、硫、钒等杂质的燃料燃烧产生的腐蚀和老化,也会导致转速测量值逐渐偏离初始范围[4]。转速传感器故障诊断不仅要迅速、准确,更要将真实故障和上述燃机的特性变化及扰动识别开来。

目前,传感器故障检测方法较多,基于模型解析的故障检测法由于硬件结构简单,成本低等优点受到了广泛关注,但由于需要精确的对象模型,使其面对非线性系统和具有不确定扰动的系统变得难以处理。例如,基于Kalman滤波算法[5-7]解决多传感器故障的检测,但对模型的线性化处理不可避免的降低了检测准确度,文[8]将检测范围减少至某一工况区间,以此减少模型不确定性的影响,却限制了故障检测算法的适用范围。

本文将模型参考……