基于数学计算的电机绕组故障诊断方法技术

基于数学计算的电机绕组故障诊断方法，首先电流传感器实时采集的各相电流，将各相电流进行平方处理，并将相邻两相电流平方进行做差求得各相电流相互残差；其次对正常时各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，建立正常各相电流相互残差时范数值表或数学期望值表；最后对得到的各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，得到实时，通过实时对比各相电流相互残差范数值或数学期望值与正常时各相电流相互残差时范数值或数学期望值，判定故障类型和发生故障的具体位置，并实现故障识别和隔离。本发明专利技术能够降低虚警率，提高故障诊断的鲁棒性，相对其他基于模型和自适应故障诊断方法，具有结构简单、计算速度快等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行控制领域，具体而言，涉及基于数学计算的电机绕组故障诊断方法。
技术介绍
在电机驱动系统中，为了提高系统可靠性，首先需要实时进行故障诊断，即需要检测出故障，并对故障的种类和位置进行识别。为了进行故障诊断，在工程中，一般常用监测各相绕组电流，通过判断电流是否发生异常来进行故障诊断，这种方法非常简单、成本低、不影响控制算法运算速度，但是该方法的虚警率较高，容易造成误判。为了克服这种方法的缺点，出现了很多基于模型和自适应故障诊断方法，它们的优点是故障诊断准确率较高，但是随之而来的是造成算法运算速度慢、算法复杂化、系统响应慢等。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于数学计算的电机绕组故障诊断方法，不仅算法简单，运算速度快、适用面广，而且能够降低故障诊断的虚警率。本专利技术的技术方案是：基于数学计算的电机绕组故障诊断方法，步骤如下：1)电流传感器实时采集的各相电流，将各相电流进行平方处理，并将相邻两相电流平方进行做差求得各相电流相互残差；2)对正常时各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，建立正常各相电流相互残差时范数值表或数学期望值表；3)对步骤1)得到的各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，通过实时对比各相电流相互残差范数值或数学期望值与正常时各相电流相互残差时范数值或数学期望值，判定故障类型和发生故障的具体位置，并实现故障识别和隔离。步骤1)中若电流相数为奇数，各相电流残差的具体计算公式为：r1,2=i12-i22r2,3=i22-i32...rn-1,n=in-12-in2rn,1=in2-i12,]]>其中in为第n相电流，1...n为奇数电流相数；若电流相数为奇数，各相电流残差的具体计算公式为：r1,2=i12-i22r2,3=i22-i32...r2m-1,2m=i2m-12-i2m2r2m,1=i2m2-i12r1,m+1=i12-im+12r2,m+2=i22-im+22...rm-1,2m-1=im-12-i2m-12rm,2m=im2-i2m2,]]>其中im为第m相电流，1...2m为偶数电流相数。步骤3)中根据数学期望值判定故障类型和发生位置的具体方法为：若电流相数为奇数，若电流相数为偶数，本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术的电机绕组故障诊断方法，实现故障检测、识别和隔离功能，相比只检测各相电流的故障诊断方法，能够降低虚警率，提高故障诊断的鲁棒性，相对其他基于模型和自适应故障诊断方法，具有结构简单、计算速度快等优点。附图说明图1是本专利技术方法的流程图。具体实施方式本专利技术故障诊断方法流程图见附图1，具体步骤为：1)电流传感器实时采集的各相电流，将各相电流进行平方处理，并将相邻两相电流平方进行做差求得各相电流相互残差；2)对正常时各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，建立正常各相电流相互残差时范数值表或数学期望值表；3)对步骤1)得到的各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，通过实时对比各相电流相互残差范数值或数学期望值与正常时各相电流相互残差时范数值或数学期望值，判定故障类型和发生故障的具体位置，并实现故障识别和隔离。步骤1)中若电流相数为奇数，各相电流残差的具体计算公式为：r1,2=i12-i22r2,3=i22-i32...rn-1,n=in-12-in2rn,1=in2-i12,]]>其中in为第n相电流，1...n为奇数电流相数；若电流相数为奇数，各相电流残差的具体计算公式为：r1,2=i12-i22r2,3=i22-i32...r2m-1,2m=i2m-12-i2m2r2m,1=i2m2-i12r1,m+1=i12-im+12r2,m+2=i22-im+22...rm-1,2m-1=im-12-i2m-12rm,2m=im2-i2m2,]]>其中im为第m相电流，1...2m为偶数电流相数。步骤3)中根据数学期望值判定故障类型和发生位置的具体方法为：若电流相数为奇数，若电流相数为偶数，计算相互残差的范数值，判断故障位置和类型，也是类似判断。本专利技术的电机绕组故障诊断方法，实现故障检测、识别和隔离功能，相比只检测各相电流的故障诊断方法，能够降低虚警率，提高故障诊断的鲁棒性，相对其他基于模型和自适应故障诊断方法，具有结构简单、计算速度快等优点。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于数学计算的电机绕组故障诊断方法，其特征在于步骤如下：1)电流传感器实时采集的各相电流，将各相电流进行平方处理，并将相邻两相电流平方进行做差求得各相电流相互残差；2)对正常时各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，建立正常各相电流相互残差时范数值表或数学期望值表；3)对步骤1)得到的各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，通过实时对比各相电流相互残差范数值或数学期望值与正常时各相电流相互残差时范数值或数学期望值，判定故障类型和发生故障的具体位置，并实现故障识别和隔离。

【技术特征摘要】
1.基于数学计算的电机绕组故障诊断方法，其特征在于步骤如下：
1)电流传感器实时采集的各相电流，将各相电流进行平方处理，并将相
邻两相电流平方进行做差求得各相电流相互残差；
2)对正常时各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，建立正常
各相电流相互残差时范数值表或数学期望值表；
3)对步骤1)得到的各相电流相互残差进行范数计算或数学期望计算，
通过实时对比各相电流相互残差范数值或数学期望值与正常时各相电流相互
残差时范数值或数学期望值，判定故障类型和发生故障的具体位置，并实现
故障识别和隔离。
2.根据权利要求1所述的基于数学计算的电机绕组故障诊断方法，其特
征在于：步骤1)中若电流相数为奇数，各相电流残差的具体计算公式为：
r1,2=i12-i22r...

【专利技术属性】
技术研发人员：司宾强，曾广商，黄玉平，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11