[发明专利]一种不确定噪声扰动下Buck变换器的故障检测方法

说明书

本发明公开了一种不确定噪声扰动下Buck变换器的故障检测方法，属于电力变换器故障检测领域。该方法包括确定观测矩阵；定义Buck变换器的参数矩阵和Buck变换器的系统方程；根据Buck变换器的系统方程确定参数矩阵对应的参数空间集合；根据参数空间集合确定凸多面体；根据第一凸多面体和第二凸多面体是否为空集确定Buck变换器的工作状态；解决了在不确定噪声扰动情况下，Buck变换器的故障检测效果和实时性不好的问题；达到了可以在噪声、干扰等不确定因素较多的情况下对Buck变换器进行较为准确的故障检测，提高Buck变换器故障检测的实用性和普适性的效果。

技术领域

本发明实施例涉及电力变换器故障检测领域，特别涉及一种不确定噪声扰动下Buck变换器的故障检测方法。

背景技术

电力变换器作为电力系统转换中间环节的重要器件，可用于电力系统、能源、汽车、农业等领域。随着电子技术应用领域的拓展，变换器必将继续在各个领域发挥重要的作用。

由于电解电容退化、开关管故障、焊点故障等原因，常常导致斩波电路出现故障，为了保障电力变换器安全工作，需要对电力变换器进行故障检测。

故障检测方法可以分为两大类：基于模型的和基于数据驱动的。其中，基于数据驱动的故障检测方法需要以充足可靠的历史数据为前提，但数据采集过程中往往会受到不同噪声的影响，采集到的数据质量不高，且故障检测的实时性不好；基于模型的故障检测方法适用于已知的模型，对数据源的依赖性较低，实时性较好。但基于模型的故障诊断方法的诊断性能依赖于所获取的系统模型的准确性，一般由于外界干扰和噪声的影响，系统模型不可避免地存在不确定性。

基于集员估计的故障检测方法能够有效处理系统模型不确定的系统的故障检测问题，具有良好的鲁棒性和快速性。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种不确定噪声扰动下Buck变换器的故障检测方法。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种不确定噪声扰动下Buck变换器的故障诊断方法，该方法包括：

根据Buck变换器中晶体管的切换状态、电感电流和输出电压，确定Buck变换器的观测矩阵Φ(k)：

Φ(k)＝[i_L(k-1) u_O(k-1) S(k)]^T，

定义Buck变换器的参数矩阵，参数矩阵包括第一参数矩阵θ₁和第二参数矩阵θ₂：

根据观测矩阵、参数矩阵、输出矩阵、Buck变换器在电感电流持续导通情况下的混杂系统离散模型，定义Buck变换器的系统方程：

y₁(k)＝θ₁^TΦ(k)+e₁(k)，

y₂(k)＝θ₂^TΦ(k)+e₂(k)；

根据Buck变换器的系统方程，确定第一参数矩阵θ₁对应的第一参数空间集合Q₁(k)以及第二参数矩阵θ₂对应的第二参数空间集合Q₂(k)：

Q₁(k)＝{θ₁:|y₁(k)-Φ^T(k)θ₁|≤σ₁,θ₁∈R^m}，