[發明專利]一種基于鍵合圖的電力電子系統故障診斷方法

無效

• 申請號: 201410087698.5
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103853889A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 陳則王;施龍生;王友仁;崔江;謝琪
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于鍵合圖的電力電子系統故障診斷方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)電力電子系統鍵合圖建模

以能量守恒定律為原則的鍵合圖方法適合于機電等多能量域共存系統的統一建模，為了將這種建模方法運用于電力電子系統建模，首先構建開關鍵合圖元件，并在此基礎上建立電力電子系統鍵合圖模型。

2)故障診斷方法

電力電子系統是典型的多離散狀態和連續狀態的混雜系統，存在多種開關模式，傳統的解析冗余關系只能針對某一種離散狀態進行解析冗余關系分析，因此本發明利用增加開關變量的方法統一表述電路的全局解析冗余關系，仿真時將模型中采集的數據帶入解析冗余關系式中，獲得殘差集合和一致性向量，結合故障特征矩陣可診斷系統健康狀態和定位故障元件。

2.根據權利要求1所述的電力電子系統鍵合圖建模方法，其特征在于，在構建開關鍵合圖元件的基礎上進行電路的建模分析，具體步驟如下：

步驟1：構建開關鍵合圖元件，采用標準鍵合圖元件可調制變換器MTF和開關等效導通電阻R_on組合的方法，構建固定因果關系的開關鍵合圖元件。

步驟2：建立電力電子系統無因果鍵合圖模型，電路的基本元件均有相應鍵合圖元件與之對應，利用0/1-結和步驟1中構建的開關鍵合圖元件可以方便的將電路圖轉化為無因果混雜鍵合圖模型，對于簡單的電路系統，直接利用觀察法建立無因果鍵合圖模型，對于較復雜電路，則需要利用結點法建立無因果鍵合圖模型。

步驟3：分配電力電子系統無因果鍵合圖模型因果關系，首先考慮開關鍵合圖元件的因果關系，然后按照連續系統因果關系分配程序分配電路鍵合圖模型因果關系。

3.根據權利要求1所述電力電子系統故障診斷方法，其特征在于，利用電力電子系統鍵合圖模型進行全局解析冗余關系分析，并將模型參數帶入全局解析冗余關系式中獲得電路殘差集合進行電路故障診斷分析，具體步驟如下：

步驟1：推導電力電子系統鍵合圖模型的全局解析冗余關系，以模型中所自的0/1-結點為對象，推導電路全局解析冗余關系式，保留電路中結構相互獨立的全局解析冗余關系式，其個數和模型中包含的傳感器個數一致。

步驟2：將模型參數和傳感器數據帶入全局解析冗余關系式中，確定電路殘差集合和一致性向量。

步驟3：根據步驟1中的解析冗余關系式和步驟2中的殘差集合確定電路故障特征矩陣，判斷電路的可診斷性和可定位性。

對于故障可定位元件，通過殘差集合可直接定位出元件位置；不可定位元件，亦可通過故障特征矩陣縮小可能故障元件的范圍，縮短診斷時間。