基于混雜系統(tǒng)理論的逆變電路故障診斷.pdf

1、隨著近年來自動化在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的普及，采用逆變電路供電的電機運用越來越廣泛，逆變電路是電機驅(qū)動系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)，功率開關(guān)元件易受工作環(huán)境影響經(jīng)常發(fā)生開路或短路故障，造成生產(chǎn)中斷，引起巨大損失。因此，研究逆變電路的故障檢測與診斷有重要意義。逆變電路是由離散的開關(guān)信號驅(qū)動隨時間變化連續(xù)狀態(tài)變量變化的混雜系統(tǒng)。傳統(tǒng)的故障診斷方法要么只考慮了系統(tǒng)的離散控制變遷忽略了系統(tǒng)的連續(xù)狀態(tài)變遷，要么只考慮了系統(tǒng)的連續(xù)狀態(tài)變遷忽略了系統(tǒng)的離散控制變遷，這

2、非常容易造成重要故障信息的丟失，大大影響故障診斷的實時性和可靠性。而混雜系統(tǒng)同時考慮了系統(tǒng)的離散控制變遷和連續(xù)狀態(tài)變遷，因此，混雜系統(tǒng)為逆變電路的故障診斷提供了新的思路。
　　考慮到電機驅(qū)動系統(tǒng)是一個典型的混雜系統(tǒng)，本文提出了一種基于混雜系統(tǒng)理論的逆變電路開路故障診斷方法。首先分析了電機驅(qū)動系統(tǒng)的混雜特性，介紹了混雜系統(tǒng)理論相關(guān)知識以及混和邏輯動態(tài)模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和一般形式。其次，根據(jù)對電機驅(qū)動系統(tǒng)運行模式的分析，運用MLD模型建立

3、了逆變器和電機的混合邏輯動態(tài)模型，接著在混合邏輯動態(tài)模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建逆變器和電機系統(tǒng)的狀態(tài)估計器，然后利用實際系統(tǒng)與和狀態(tài)估計器之間的輸出殘差，建立狀態(tài)殘差方程。利用對狀態(tài)殘差的分析，根據(jù)平均電流Park法提出基于混雜邏輯動態(tài)模型電流狀態(tài)殘差Park矢量法，根據(jù)兩相電流殘差矢量相位角定位故障開關(guān)元件，實現(xiàn)電機驅(qū)動系統(tǒng)逆變電路中任一功率開關(guān)元件的開路故障診斷。最后利用MATLAB/SIMULINK建立基于混合邏輯動態(tài)模型殘差的仿真模型，