[發(fā)明專利]一種變工況下Buck-Boost電路故障特征提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610023484.0
• 申請(qǐng)日: 2016-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN105467305B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振璧;王康;姜媛媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/316
• 分類號(hào): G01R31/316
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種變工況下Buck?Boost電路故障特征提取方法，首先，獲取Buck?Boost電路的兩種頻域特性，其次，獲取電路狀態(tài)監(jiān)測(cè)信號(hào)，利用離散二進(jìn)小波變換得到電路頻域響應(yīng)幅頻特性，基于獲得的幅頻特性，利用貓群算法辨識(shí)各元器件參數(shù)，并以電路元器件參數(shù)值作為故障特征參數(shù)，本發(fā)明中的方法不涉及外部參數(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)變工況下buck?boost電路故障特征的提取。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子電路故障特征提取技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變工況下Buck-Boost電路故障特征提取方法。

背景技術(shù)

在21世紀(jì)，受節(jié)能環(huán)保大趨勢(shì)的推動(dòng)，在新能源發(fā)電、大規(guī)模儲(chǔ)能裝置，以及電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，人們對(duì)電力電子裝置的電壓等級(jí)和功率等級(jí)的要求不斷提高，其中，Buck-Boost電路正受到越來(lái)越多的關(guān)注，對(duì)Buck-Boost電路的故障特征提取的研究具有重要意義和應(yīng)用前景。目前，Buck-Boost電路的故障特征提取方法易受輸入電壓、負(fù)載等外部工況的影響，所提取故障特征參數(shù)難以適用于變工況下的故障診斷與預(yù)測(cè)。為此，本發(fā)明給出一種變工況下Buck-Boost電路故障特征提取方法，首先基于電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理構(gòu)建電路的兩種頻域特性，通過對(duì)電路信號(hào)進(jìn)行離散二進(jìn)小波變換分析獲取相應(yīng)頻域特性，再利用貓群算法辨識(shí)各元器件參數(shù)，將所辨識(shí)的電路元器件參數(shù)作為電路故障特征參數(shù)，用以判定電路故障情況，對(duì)恒定工況或工況變化下的Buck-Boost電路故障診斷與預(yù)測(cè)均適用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種變工況下Buck-Boost電路故障特征提取方法，該方法不受外部工作狀況的影響，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行Buck-Boost電路的故障特征提取。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種變工況下Buck-Boost電路故障特征提取方法，包括以下步驟(1)～(4)：

(1)獲取Buck-Boost電路的兩種頻域特性，具體步驟為：

首先，根據(jù)連續(xù)導(dǎo)通(CCM)模式下的理想開關(guān)變換器統(tǒng)一電路模型構(gòu)建Buck-Boost電路的輸出對(duì)輸入的傳遞函數(shù)G_vg(s)和輸出對(duì)控制的傳遞函數(shù)G_vd(s)，即:

其中,為輸出電壓，為輸入電壓，為擾動(dòng)控制量，小寫字母上面加^表示小信號(hào)分量，D和D′為變比為1:M(D)的理想變壓器中M(D)的值，V表示輸出電壓穩(wěn)態(tài)值，R表示電阻值，L表示電感值，C表示電容值；

然后，將s＝j(luò)w分別代入式(1)和式(2)得到電路的兩種頻域特性：

(2)通過監(jiān)測(cè)CCM模式下的Buck-Boost電路的輸出電壓輸入電壓控制擾動(dòng)量狀態(tài)信號(hào)時(shí)域波形，對(duì)所采集的三種信號(hào)進(jìn)行小波變換獲取三種信號(hào)的頻譜，進(jìn)而獲取輸出對(duì)輸入的幅頻特性|G_vg(jw)|，以及輸出對(duì)控制的幅頻特性|G_vd(jw)|，其中|·|表示取幅值。

(3)電路中主要元器件為電感,電容和電阻，基于步驟(2)測(cè)試獲取的兩種幅頻特性，利用貓群算法辨識(shí)各元器件參數(shù)，分別獲取電路兩種幅頻特性下對(duì)應(yīng)的電路各元器件參數(shù)值，記為(L_vg,C_vg,R_vg)，(L_vd,C_vd,R_vd)。