[發明專利]一種基于濾波器網絡化位置的伺服電機系統故障檢測方法有效
| 申請號： | 202011015769.2 | 申請日： | 2020-09-24 |
| 公開（公告）號： | CN112198430B | 公開（公告）日： | 2022-10-28 |
| 發明（設計）人： | 俞立;陳鵬程;張丹 | 申請（專利權）人： | 浙江工業大學 |
| 主分類號： | G01R31/34 | 分類號： | G01R31/34 |
| 代理公司： | 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109 | 代理人： | 尉偉敏 |
| 地址： | 310014 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 濾波器 網絡化 位置 伺服 電機 系統故障 檢測 方法 | ||
1.一種基于濾波器網絡化位置的伺服電機系統故障檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1.建立具有不同齒輪傳動比的網絡化多模態伺服電機的切換系統模型，定義電機軸轉動角度為θM(t)、角速度參數為ωM(t)、旋轉角度為θL(t)、角速度為ωL(t)、抗扭剛系數為kθ、齒輪傳動比為ρ、電機常數參數為kT、負載慣性參數為JL、電動機慣性參數為JM、載荷粘性摩擦值為βL、電機粘性摩擦值為βM，輸入電壓值為V，電樞電阻系數R，令x(t)＝[θL(t) ωL(t) θM(t) ωM(t)]T，u(t)＝V(t)，則網絡化位置伺服電機模型為
其中，
步驟2.設計狀態反饋控制器；
步驟3.考慮隨機丟包的網絡化位置伺服電機系統的故障檢測，將已得到的穩定系統離散化，并且進一步考慮未知擾動d(k)，系統故障f(k)和網絡通道中的丟包δ(k)，該網絡化位置伺服電機系統描述為
x(k+1)＝Aix(k)+Bid(k)+Gif(k)
y(k)＝δ(k)Cix(k)
其中，δ(k)∈{0，1}表示系統是否出現丟包情況；
步驟4.設計故障檢測濾波器參數。
2.根據權利要求1所述的一種基于濾波器網絡化位置的伺服電機系統故障檢測方法，其特征在于，所述步驟2基于極點配置或者多李雅普諾夫函數方法，根據狀態信號x(t)為網絡化位置伺服電機系統設計狀態反饋控制器如下所示
u(t)＝Kix(t)
其中x(t)，u(t)分別表示控制器的輸入和輸出。
3.根據權利要求1所述的一種基于濾波器網絡化位置的伺服電機系統故障檢測方法，其特征在于，假設信息成功傳輸概率的期望為
為了檢測系統故障，設計如下故障濾波器來產生殘差信號
其中r(k)表示殘差信號，表示濾波器的狀態，Afi、Bfi、Cfi為濾波器參數的設計方法。
4.根據權利要求3所述的一種基于濾波器網絡化位置的伺服電機系統故障檢測方法，其特征在于，在工業系統中，對于某個頻率范圍的故障特別關注，要對故障信號進行加權輸出其中Wf(z)的一個最小實現被表示為：
其中表示加權故障的狀態，和f(k)分別代表加權故障和原始故障。
5.根據權利要求4所述的一種基于濾波器網絡化位置的伺服電機系統故障檢測方法，其特征在于，通過考慮伺服系統、故障濾波器以及加權故障，得到如下系統：
其中，
6.根據權利要求5所述的一種基于濾波器網絡化位置的伺服電機系統故障檢測方法，其特征在于，所述步驟3為了檢測故障，設計如下殘差評價函數
其中W表示檢測窗口，W0表示初始時間；通過比較累積函數LW(r)和確定的閾值Lth，基于以下條件，檢測出故障
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