Розробка концепції цифрового двійника електропривода ліфта на основі стохастичної моделі ARIMAX

Abstract

Мета – розроблення концепції цифрового двійника електропривода ліфтової установки, що поєднує фізичні моделі, стохастичні методи прогнозування та потоки сенсорних даних для відтворення динамічних режимів роботи системи в реальному часі. Методика. Застосовано аналіз та узагальнення підходів щодо технічного діагностування та побудови цифрових двійників, математичне моделювання електромагнітних, а також механічних процесів асинхронного двигуна, структурне моделювання архітектури системи. Крім того проведене стохастичне моделювання й аналіз відповідних часових рядів. Для можливості проведення опису деградації розглянуто фізико-статистичні та стохастичні моделі. Результати. Запропоновано математичну модель асинхронного електропривода в обертовій системі координат, яка описує режими розгону, гальмування та зміни навантаження. Крім того, було узагальнено й основні несправності, контрольовані параметри та методи вібраційного, температурного, електричного і спектрального діагностування. Для здійснення прогнозування технічного стану обґрунтовано застосування моделі ARIMAX з урахуванням фазних струмів, температури, швидкості та електромагнітного моменту. У межах проведеного дослідження запропоновано багаторівневу структуру цифрового двійника, що включає фізичний і сенсорний рівні, периферійну обробку, сховище часо вих рядів, аналітичне ядро та засоби візуалізації. Наукова новизна. Розроблено концепцію гібридного цифрового двійника ліфтового електропривода, яка поєднує математичні моделі електромеханічних процесів, опис деградації, стохастичне прогнозування та аналіз сенсорних даних у реальному часі. Запропонований підхід забезпечує комплексне врахування електричних, механічних і температурних параметрів системи. Практична значимість. запропонована структура може бути використана для створення системи обслуговування ліфтового обладнання за фактичним станом, раннього виявлення деградаційних змін, прогнозування залишкового ресурсу та формування сервісних попереджень. Отримані результати направлені, насамперед на практичну площину застосування.