[發(fā)明專利]一種基于樹突網絡的DC-DC變換器參數辨識方法

有效

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• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112883655B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 楊智明;俞洋;姜月明;錢靖宇;劉旺
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

一種基于樹突網絡的DC?DC變換器參數辨識方法，它屬于元件參數辨識技術領域。本發(fā)明解決了在輸入電壓波動條件下，采用現(xiàn)有方法對DC?DC變換器參數辨識的精度低的問題。本發(fā)明以變化系數為指標選取能夠表征DC?DC變換器輸出信號的關鍵特征，從而提高參數識別的精度并縮短網絡的訓練時間；通過構造輸入電壓識別網絡，并將實際DC?DC變換器輸入電壓作為特征輸入參數辨識網絡，有效提高了參數識別精度。本發(fā)明方法在輸入電壓存在波動時仍能夠有效識別出DC?DC變換器內部退化元件當前的參數值，具有識別精度高、計算量小的特點。本發(fā)明在不同輸入電壓和噪聲幅值下均獲得較高的參數辨識精度，參數識別相對誤差≤7％。本發(fā)明可以應用于DC?DC變換器中元件參數辨識。

技術領域

本發(fā)明屬于元件參數辨識技術領域，具體涉及一種DC-DC變換器參數辨識方法。

背景技術

DC-DC變換器(直流-直流變換器)是電子系統(tǒng)電源的重要組成部分，其工作狀態(tài)直接影響到后端電子元件乃至整個電子系統(tǒng)的性能。為了監(jiān)測DC-DC變換器的健康狀態(tài)，有效地識別關鍵部件的參數是非常必要的。影響參數識別效果的因素很多。輸入電壓波動是一個主要因素。可再生能源系統(tǒng)中經常出現(xiàn)輸入電壓波動，這是因為DC-DC變換器的輸入信號是輸出功率，而由于風速、日照強度的變化，輸出功率不是恒定的。在使用基于模型和數據驅動的常用識別方法識別波動輸入電壓下的參數時，存在一定的局限性。

基于模型的方法是根據DC-DC變換器的結構建立未識別參數與輸出之間的數學模型。當使用基于模型的方法識別輸入電壓波動下的參數時，會降低對DC-DC變換器參數辨識的精度。主要原因如下。在建立的計算模型中，將理論輸入電壓值納入模型計算參數。一旦實際輸入電壓與理論值相比發(fā)生波動，計算結果便會與實際參數值有偏差。同時，實際輸出中不可避免的噪聲影響了輸出信號的采樣精度。另外，附加的電路模塊增加了硬件成本，而且必須了解電路結構。這些都是基于模型的方法的局限性。

基于數據驅動的識別方法不需要精確的DC-DC變換器結構，而是通過采集數據建立輸出與未知參數之間的關系。訓練后的網絡可以通過學習訓練數據的規(guī)律性來識別參數。在測試數據與訓練數據運行在相同運行條件下，數據驅動方法可以獲得較高的識別精度。但是一旦實際輸入電壓偏離訓練數據的運行條件，則對于訓練的網絡來說，測試數據是處于未訓練狀態(tài)下的，網絡對DC-DC變換器參數辨識的精度將顯著降低。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為解決在輸入電壓波動條件下，采用現(xiàn)有方法對DC-DC變換器參數辨識的精度低的問題，而提出了一種基于樹突網絡的DC-DC變換器參數辨識方法。

本發(fā)明為解決上述技術問題所采取的技術方案是：一種基于樹突網絡的DC-DC變換器參數辨識方法，所述方法具體包括以下步驟：

步驟一、在固定的元器件狀態(tài)下，給DC-DC變換器輸入不同的電壓，分別得到在每個輸入電壓下DC-DC變換器的輸出信號；

步驟二、分別對每個輸入電壓下DC-DC變換器的輸出信號進行去噪處理，獲得每個輸入電壓所對應的去噪處理后輸出信號；

步驟三、分別獲取每個輸入電壓所對應的去噪處理后輸出信號的時域特征和頻域特征；

步驟四、基于變化系數值的評價方法從步驟三獲取的特征中選擇出對輸入電壓變化敏感的特征；

步驟五、在DC-DC變換器的輸入電壓固定的情況下，分別得到不同的元器件狀態(tài)下DC-DC變換器的輸出信號；

步驟六、分別對每種元器件狀態(tài)下DC-DC變換器的輸出信號進行去噪處理，獲得每種元器件狀態(tài)所對應的去噪處理后輸出信號；

步驟七、分別獲取每種元器件狀態(tài)所對應的去噪處理后輸出信號的時域特征和頻域特征；

步驟八、基于變化系數值的評價方法從步驟七獲取的特征中篩選出關鍵特征；