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公开(公告)号：CN119226950A
公开(公告)日：2024-12-31
申请号：CN202411234799.0
申请日：2024-09-04
Applicant: 西南交通大学
IPC: G06F18/2431 , G06F18/25 , G06F18/214 , G06F18/213 , G06N3/045 , G06N3/0464 , G06N3/10 , G06N3/084 , G06N3/0495 , G06F123/02
Abstract: 本发明公开了一种基于边缘AI的牵引变流器多故障智能诊断方法，包括以下步骤：建立永磁电机数学模型和三电平有源中点箝位型变流器数学模型，对三电平ANPC变流器馈电的永磁电机控制系统进行仿真和实验，采集三相电流信号、中点电压信号和转速信号组成原始数据集；对仿真和实验数据进行多源多维信息融合和归一化，划分训练集、交叉验证集和测试集；构建二维卷积神经网络模型，并进行离线训练；对训练好的神经网络模型轻量化设计和边缘部署，实现不同工况下变流器多故障模式的实时诊断。本发明通过网络模型的轻量化设计提高了边缘计算效率，可实现多故障的智能诊断，具有较高的诊断精度与诊断速度。
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公开(公告)号：CN118748504A
公开(公告)日：2024-10-08
申请号：CN202410866048.4
申请日：2024-07-01
Applicant: 西南交通大学
IPC: H02M1/32 , H02M7/487 , H02P21/00 , H02P21/22 , H02P25/022 , H02P25/024 , H02P27/14
Abstract: 本发明公开了一种三电平ANPC逆变器自适应容错控制方法，具体为：基于故障开关管对输出电压矢量的影响，对逆变器容错模式进行分类，分为丢失零电平和保留零电平容错模式；计算两种容错模式下逆变器输出电压矢量最大调制度，判断逆变器系统是否需要降额运行；针对保留零电平的容错模式，采用占空比调制的模型预测电流控制策略，利用虚拟零电压矢量合成的方法，解决逆变器中点电压不平衡问题；针对丢失零电平的容错模式，设计能代表容错控制性能指标的代价函数，并采用神经网络优化代价函数的权重因子。本发明通过针对逆变器的不同容错模式，采取相应的模型预测控制优化方法，实现了逆变器开路故障自适应容错控制，提升了逆变器系统的可靠性。
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公开(公告)号：CN116954072A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310830632.X
申请日：2023-07-07
Applicant: 西南交通大学
IPC: G05B13/04 , G06N3/0464 , G06N3/084 , G06F18/214 , H02P21/00 , H02P21/14 , H02P27/12 , H02M7/487 , H02M7/5387
Abstract: 本发明公开了一种基于深度残差网络的预测控制权重因子动态优化方法，具体为：建立三电平逆变器馈电的永磁电机驱动系统预测数学模型，设计代价函数，获取数据样本；定义目标函数，对数据集进行归一化处理，将数据集分为训练集和交叉验证集；构建深度残差网络，将权重因子作为网络的输入层，以最小化均方根误差来确定残差网络的超参数，选择使目标函数最小的预测指标，作为最优权重因子组合；利用预测得到的最优权重因子建立数据库，通过查表法实现模型预测控制权重因子的动态优化。本发明实现了在电机复杂运行工况下高效、准确地预测出最优权重因子，并且能对预测的权重因子进行在线调整，实现了模型预测控制性能的动态优化。
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公开(公告)号：CN116381554A
公开(公告)日：2023-07-04
申请号：CN202310209379.6
申请日：2023-03-07
Applicant: 西南交通大学
IPC: G01R31/54
Abstract: 本发明公开了一种基于预测电流残差的三电平逆变器开路故障诊断方法，具体为：建立三电平逆变器馈电的电流预测模型，确定代价函数；确定最小代价函数对应的逆变器输出电压矢量，将对应的开关状态输入到逆变器中，预测下一时刻永磁电机的定子电流；比较永磁电机的定子电流和预测定子电流得到预测电流残差，通过预测电流残差和故障检测阈值比较对逆变器是否发生开路故障进行判断；当检测出逆变器发生开路故障，找出最小预测电流残差对应的开关管，比较故障开关管计数矩阵中元素计量数和计数阈值确定故障开关管。本发明诊断速度快，准确性高，无需增加辅助硬件电路；具有很好的鲁棒性和动态性，故障检测和故障定位阈值设置灵活，能适应复杂运行条件。
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公开(公告)号：CN115622465A
公开(公告)日：2023-01-17
申请号：CN202211442596.1
申请日：2022-11-18
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 本发明公开了一种多电平变流器无权重因子模型预测控制方法，具体为：建立多电平变流器系统的离散化预测模型，从而实现对控制状态量的精确预测；控制算法部分首先通过预测电流误差和比较边界确定是否需要改变控制输出；然后，在确定需要更新控制输出后，对采用不同电压矢量后控制系统电流误差进行线性化外推，带入代价函数并进行最小化处理；最后，根据所选最优矢量和变流器直流母线中点电压大小，进行矢量重构实现对中点电压的平衡控制。本发明实现在无权重因子下的多电平变流器多目标模型预测控制，同时实现多步长预测，有效提高了模型预测控制算法的控制性能和鲁棒性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113708688A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202111017068.7
申请日：2021-08-31
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 本发明公开了一种永磁电机降矢量模型预测控制方法，包括建立永磁电机驱动系统的离散化数学模型；对下一时刻电机定子电压进行预测；根据电机定子电压转换为静止坐标系下的三相定子电压，并对电压极性进行判定；构建当前控制周期的可用电压矢量集合，并预测对应开关状态在下一时刻的电流大小；建立逆变器的直流母线侧电容预测模型，同时建立开关惩罚函数模型；根据跟踪电流误差、中点电压偏差和开关频率跟踪误差建立代价函数，确定开关状态，输出并控制逆变器开关管的导通和关断。本发明将三电平有源中点钳位型逆变器拓扑解耦为高频部分与低频部分，实现不同频率下的运行和不同的运行模式，有效降低了控制算法的复杂度和逆变器的损耗。
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公开(公告)号：CN119154736A
公开(公告)日：2024-12-17
申请号：CN202411639166.8
申请日：2024-11-18
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 本发明公开一种机电耦合共振抑制方法、控制器及电机驱动系统，涉及机电控制技术领域，解决现有复杂机电设备由于电气系统和机械系统之间出现机电耦合共振影响系统稳定性，加速部件失效的问题；本发明包括构建机械系统的动力学模型；构建控制系统的控制算法模型：确定控制系统中控制对象的数学模型包括永磁电机和变流器的数学模型，针对该数学模型设计电机控制器；基于机械系统的动力学模型和控制系统的控制算法模型构建机电耦合模型；基于机电耦合模型开展机电系统共振特性分析确定共振点；本发明所提出的方法结合了ADRC，在电机参数发生变化时仍有较好的控制性能，对PMSM参数的变化具有鲁棒性。
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公开(公告)号：CN118821492B
公开(公告)日：2024-11-26
申请号：CN202411279790.1
申请日：2024-09-12
Applicant: 西南交通大学
IPC: G06F30/20 , G01R35/00 , G06F17/10 , H02P29/024
Abstract: 本发明公开电流传感器故障在线辨识方法、诊断设备及容错控制系统，涉及电流传感器故障诊断技术领域，解决现有技术无法在线实时准确诊断出电流传感器的故障并进行相应容错控制的技术问题；本发明包括对电流传感器的故障进行定义并设置相应标签，而后通过对电机驱动系统进行仿真获取正常模式和故障模式下的运行数据制作数据集，设计神经网络并利用数据集对其进行优化处理获得智能诊断模型，最后将智能诊断模型部署到边缘设备中对电流传感器的故障进行实时在线诊断，所述电流传感器的故障包括饱和故障和噪声故障；本发明实现卷积神经网络模型的轻量级优化和数据量化，模型整体大小仅为原来的7%，可大大降低边缘部署成本，进而显著提高诊断速度。
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公开(公告)号：CN117972561A
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202410052709.X
申请日：2024-01-12
Applicant: 西南交通大学
IPC: G06F18/2415 , G01R35/00 , G06F18/214 , G06F18/21 , G06F18/2431 , G06N3/0464 , G06N3/08 , G06N3/084 , G06N3/0985
Abstract: 本发明公开了一种基于多通道卷积神经网络的电流传感器故障诊断方法，具体为：建立永磁电机数学模型和电流传感器四种典型故障模式下的数学模型；获得正常模式和四种典型故障模式下的原始三相电流数据组成数据集；对数据集进行归一化处理和随机重叠抽样，将新数据样本划分为训练集、交叉验证集和测试集；构建三通道全局池化一维卷积神经网络，将三相电流数据作为输入层，输入数据的预测分类作为输出，以交叉熵代价函数作为评价指标调节网络结构和超参数，选取指标最优网络；获取不同电机转速和负载工况下的数据，放入训练好的模型中进行测试，实现高精度故障诊断。本发明实现了在永磁电机不同运行工况下高效、准确地诊断出四种典型电流传感器故障。
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公开(公告)号：CN110829872B
公开(公告)日：2024-03-19
申请号：CN201911173875.0
申请日：2019-11-26
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 本发明公开了一种混合多电平逆变器及其控制方法和高铁永磁牵引系统，逆变器包括至少一个单相桥臂及给单相桥臂提供直流电压的直流输入电路；每个单相桥臂包括级联的高压低频单元和低压高频单元，高压低频单元包括串联耦合的两电平上桥臂和两电平下桥臂；两电平上桥臂和两电平下桥臂中的功率开关器件运行于基频模式；低压高频单元包括依次级联而成的中间连接单元和至少一个T型三电平单元，中间连接单元由两个互补的功率开关器件构成，每个低压高频单元的最后一个T型三电平单元与一个独立的输出相连接；中间连接单元与两电平上桥臂和两电平下桥臂的中点级联；中间连接单元和T型三电平单元的功率开关器件运行于高频开关模式。
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