[發(fā)明專利]基于預(yù)測(cè)控制的開繞組電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單管開路故障診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011019765.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112285607B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜貴平;李土煥;雷雁雄;陳思強(qiáng);鄭燕賓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/54
• 分類號(hào): G01R31/54;G01R31/34
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.基于預(yù)測(cè)控制的開繞組電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單管開路故障診斷方法，所述開繞組電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括直流電源V_dc、三相3H橋逆變器以及開繞組電機(jī)三相定子繞組；所述直流電源V_dc與三相3H橋逆變器并聯(lián)連接；所述三相3H橋逆變器中，每一相包含了兩個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂包括兩個(gè)帶反并聯(lián)二極管的開關(guān)管，即三相3H橋逆變器共有12個(gè)開關(guān)管，開關(guān)管分別記為S_nij，其中n代表相序，n＝a,b,c，i代表每一相的橋臂序號(hào)，i＝1,2，j代表每個(gè)橋臂的開關(guān)管序號(hào)，j＝1,2，三相3H橋逆變器的各橋臂并聯(lián)連接，A相橋臂中點(diǎn)分別記為a1和a2，B相橋臂中點(diǎn)分別記為b1和b2，C相橋臂中點(diǎn)分別記為c1和c2；所述開繞組電機(jī)三相定子繞組分別與各橋臂中點(diǎn)連接，即A相定子繞組兩端分別接橋臂中點(diǎn)a1和a2，B相定子繞組兩端分別接橋臂中點(diǎn)b1和b2，C相定子繞組兩端分別接橋臂中點(diǎn)c1和c2；

其特征在于，所述基于預(yù)測(cè)控制的開繞組電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單管開路故障診斷方法，包括以下步驟：

步驟1：實(shí)時(shí)采樣開繞組電機(jī)三相定子繞組的相電壓；

步驟2：將預(yù)估電壓與對(duì)應(yīng)時(shí)刻的實(shí)測(cè)電壓作差，得到三相的誤差電壓ε_a、ε_b和ε_c，分別將其與給定閾值h₁作比較，初步判斷故障是否發(fā)生，有以下兩種情況：

第一種情況，|ε_a|≤h₁，|ε_b|≤h₁且|ε_c|≤h₁，判斷無故障發(fā)生，返回步驟1；

第二種情況，出現(xiàn)以下六種狀態(tài)之一時(shí)，初步判斷有故障發(fā)生，將故障狀態(tài)變量F₁置1，并初步判定開關(guān)管故障范圍：

狀態(tài)1，ε_a＞h₁，開關(guān)管S_a11或S_a22發(fā)生開路故障；

狀態(tài)2，ε_a＜-h₁，開關(guān)管S_a12或S_a21發(fā)生開路故障；

狀態(tài)3，ε_b＞h₁，開關(guān)管S_b11或S_b22發(fā)生開路故障；

狀態(tài)4，ε_b＜-h₁，開關(guān)管S_b12或S_b21發(fā)生開路故障

狀態(tài)5，ε_c＞h₁，開關(guān)管S_c11或S_c22發(fā)生開路故障；

狀態(tài)6，ε_c＜-h₁，開關(guān)管S_c12或S_c21發(fā)生開路故障；

步驟3：故障狀態(tài)變量F₁置1后，對(duì)步驟2的第二種情況中的各狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)處理，即對(duì)誤差電壓進(jìn)行規(guī)定時(shí)間長度上的積分，并將其與給定閾值h₂相比較，以進(jìn)一步確認(rèn)故障是否發(fā)生；此處若判斷故障未發(fā)生，則將故障狀態(tài)變量F₁置0，返回步驟1；若判斷故障確已發(fā)生，則將故障狀態(tài)變量F₂置1，執(zhí)行步驟4；其中，給定閾值h₂設(shè)置為0.05，對(duì)步驟2的第二種情況中的各狀態(tài)進(jìn)行的相應(yīng)處理具體如下：

對(duì)于狀態(tài)1或狀態(tài)2，對(duì)|ε_a|進(jìn)行時(shí)間上的積分，當(dāng)積分時(shí)長T達(dá)到5個(gè)控制周期即5T_s，且小于給定閾值h₂，則認(rèn)為無故障發(fā)生，將故障狀態(tài)變量F₁重新置0，返回步驟1；當(dāng)積分時(shí)長T未達(dá)到5T_s時(shí)，已等于或大于給定閾值h₂，則認(rèn)為故障確已發(fā)生，將故障狀態(tài)變量F₂置1；

對(duì)于狀態(tài)3或狀態(tài)4，對(duì)|ε_b|進(jìn)行時(shí)間上的積分，當(dāng)積分時(shí)長T達(dá)到5個(gè)控制周期即5T_s，且小于給定閾值h₂，則認(rèn)為無故障發(fā)生，將故障狀態(tài)變量F₁重新置0，返回步驟1；當(dāng)積分時(shí)長T未達(dá)到5T_s時(shí)，已等于或大于給定閾值h₂，則認(rèn)為故障確已發(fā)生，將故障狀態(tài)變量F₂置1；

對(duì)于狀態(tài)5或狀態(tài)6，對(duì)|ε_c|進(jìn)行時(shí)間上的積分，當(dāng)積分時(shí)長T達(dá)到5個(gè)控制周期即5T_s，且小于給定閾值h₂，則認(rèn)為無故障發(fā)生，將故障狀態(tài)變量F₁重新置0，返回步驟1；當(dāng)積分時(shí)長T未達(dá)到5T_s時(shí)，已等于或大于給定閾值h₂，則認(rèn)為故障確已發(fā)生，將故障狀態(tài)變量F₂置1；

步驟4：故障狀態(tài)變量F₂置1后，則已確定好故障的開關(guān)對(duì)，但仍需進(jìn)一步定位具體的故障開關(guān)管；對(duì)于步驟2中的各狀態(tài)，利用故障相橋臂開關(guān)狀態(tài)和誤差電壓的關(guān)系，構(gòu)造相應(yīng)的診斷函數(shù)J_k來定位具體的故障開關(guān)管，其中k表示步驟2中的各狀態(tài)，k＝1,2,3,4,5,6；

步驟5：故障診斷結(jié)束。