[發明專利]一種永磁同步電機剩余壽命預測方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202110874890.9
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113591989A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 肖勇;李權鋒;王思文;馬曉皓;劉美揚;桂鵬千
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/00;G06Q10/04;H02P6/34
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 高瑩;梁永芳

本發明提供一種永磁同步電機剩余壽命預測方法、裝置及存儲介質，所述方法包括：將三相電流不平衡度和/或電磁轉矩不平衡度作為電機失效的主要影響因素，建立永磁同步電機的剩余壽命模型；獲取所述永磁同步電機的三相電流、電磁轉矩以及電機失效的次要影響因素的時間序列作為訓練集，進行ARIMA模型訓練；根據所述ARTMA模型預測得到所述三相電流、電磁轉矩和次要影響因素t時刻的值，并代入到所述剩余壽命模型中得到所述永磁同步電機的失效時刻。本發明提供的方案能夠實現永磁同步電機剩余壽命的預測，提高電機穩定性。

技術領域

本發明涉及控制領域，尤其涉及一種永磁同步電機剩余壽命預測方法、裝置及存儲介質。

背景技術

永磁同步電機(PMSM)的結構簡單、效率高等優點在工業中被廣泛應用，但是由于永磁同步電機是一個非線性系統，在運行過程中，故障類型既有電氣故障又有機械故障，各個部分發生故障失效的原因和表現形式均有所不同。由此永磁電機的健康管理愈發困難，為了保證設備安全有效運行并減少事故的發生，財產的損失，對于永磁同步電機剩余壽命的預測有著重要的意義。

發明內容

本發明的主要目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種永磁同步電機剩余壽命預測方法、裝置及存儲介質，以解決現有技術中永磁同步電機剩余壽命的預測的問題。

本發明一方面提供了一種永磁同步電機剩余壽命預測方法，包括：將三相電流不平衡度和/或電磁轉矩不平衡度作為電機失效的主要影響因素，建立永磁同步電機的剩余壽命模型；獲取所述永磁同步電機的三相電流、電磁轉矩以及電機失效的次要影響因素的時間序列作為訓練集，進行ARIMA模型訓練；根據所述ARTMA模型預測得到所述三相電流、電磁轉矩和次要影響因素t時刻的值，并代入到所述剩余壽命模型中得到所述永磁同步電機的失效時刻。

可選地，還包括：采用隨機森林算法對電機失效的其他影響因素進行重要性排序，以選出所述剩余壽命模型中的電機失效的次要影響因素；和/或，采用布谷鳥搜索算法優化所述永磁同步電機的剩余壽命模型中的權重參數和閾值。

可選地，采用隨機森林算法對電機失效的其他影響因素進行重要性排序，以選出所述剩余壽命模型中的電機失效的次要影響因素，包括：利用bootstrap重采樣方法從原始數據樣本集中抽取預設比例的樣本，生成k個采樣樣本集；利用生成的k個采樣樣本集中每個所述采樣樣本集生長為單棵分類樹，得到k種分類結果；對得到的k種分類結果按照預設投票規則進行投票，確定結果最好的分類樹，從而確定電機失效的其他影響因素中對電機失效影響最大的因素作為次要影響因素。

可選地，采用布谷鳥搜索算法優化所述永磁同步電機的剩余壽命模型中的權重參數和閾值，包括：初始化布谷鳥算法的計算參數；分別計算各個鳥巢位置的目標函數值，作為各個鳥巢的擬合度；根據計算的各個鳥巢的擬合度，得到第一代最優鳥巢位置，并計算自適應步長，進行鳥巢位置的更新；根據更新的鳥巢位置重新計算鳥巢的擬合度，得到第二代最優鳥巢位置；更新自適應概率，根據第二代最優鳥巢位置進行鳥巢位置的更新；找到第三代最優鳥巢位置，若達到最大迭代次數MAX以及滿足目標函數值，則輸出鳥巢位置，得到優化后的權重參數和閾值。

可選地，獲取所述永磁同步電機的三相電流、電磁轉矩以及電機失效的次要影響因素的時間序列作為訓練集，進行ARIMA模型訓練，包括：對所述三相電流、電磁轉矩和次要影響因素的時間序列進行平穩性檢驗，以得到ARIMA模型的差分次數；確定所述ARIMA模型中的自回歸階數和移動平均階數，并確定模型的階數；檢驗所述ARIMA模型的適用性，并進行所述ARIMA模型的參數檢驗；根據確定的自回歸階數、移動平均階數和差分次數進行ARTMA模型訓練。