[发明专利]一种车载磁悬浮飞轮电池系统的控制方法

权利要求书

1.一种车载磁悬浮飞轮电池系统的控制方法，其特征在于：

支持向量机模块(5)输出x轴方向的位移预测值x^、y轴方向的位移预测值y^，所述x^和y^分别与位移参考值x^*、y^*进行比较，得到误差e_x和e_y，依次经PID模块、力电转换器、Clark变换、逆变器，产生三相电流实际值，控制飞轮转子稳定悬浮；

将所述位移预测值x^、y^与其被采集到的时刻相对应，构成原始信号f(t)，输入VMD分析模块(8)进行分解，得到输出IMF信号的模态分量{u′_n}和中心频率{ω′_n}，经神经网络模块(9)，输出包含转子裂纹信息的数据；

所述VMD分析模块(8)进行分解的过程为：

S1，原始信号f(t)的构造框架为：

1)利用Hilbert变换，得到：其中，u_n(t)为第n个本征模态函数，δ(t)为冲击函数，j为复数单位，t表示时刻；

2)将相应的本征模态函数调制到基频带：其中为各个本征模态函数中心频率的指数项；

3)计算基频带一阶导数的L2-范数的平方，估计出相应的本征模态函数的带宽，将约束变分问题表述为：其中，n为需要分解的模态个数，{u_n}＝{u₁,u₂,...,u_n}表示所有本征模态函数u_n的集合，{ω_n}＝{ω₁,ω₂,...,ω_n}表示各个本征模态函数中心频率ω_n的集合，为求偏导；

S2，利用Lagrange算子λ和二次惩罚因子α，将约束变分问题转变为非约束变分问题，利用乘法算子交替方向法不断更新u_n^ite+1、ω_n^ite+1和λ_ite+1，其中ite为迭代的次数；

利用和更新u_n和ω_n，再令n＝n+1，重复更新u_n和ω_n；利用更新λ，直到满足输出最终的{u′_n}和{ω′_n}；

其中，为第ite次迭代计算的第n个本征模态函数的频域表达式；ω为角频率；f(ω)是信号f(t)的频域形式；是f(ω)的共轭形式，上标^均表示共轭形式；τ为步长，e为精度收敛判据，且e0。

2.根据权利要求1所述的车载磁悬浮飞轮电池系统的控制方法，其特征在于，当转子裂纹信息的数据在1/3和1/2亚临界转速区域内出现2倍和3倍高频分量，即判断转子出现裂纹。

3.根据权利要求1所述的车载磁悬浮飞轮电池系统的控制方法，其特征在于，支持向量机模块(5)输出x轴方向的位移预测值x^、y轴方向的位移预测值y^，具体为：

N₁组等效电流i_x、i_y作为初始数据，输入训练样本集子模块(51)，组成初始样本集i_k1＝{i_x,i_y}，将初始样本集i_k1＝{i_x,i_y}输入预处理子模块(52)，数据预处理对初始样本集i_k1中的数据去除异常数据，保证样本数据的可靠性，得到训练样本集i_k＝{i_x2,i_y2}，通过训练样本集与核函数方法对支持向量机子模块(53)进行训练，输出为转子位移预测集y_k，由此可得到样本集{(i_k,y_k),k＝1,2...N₂}，其中N₂为训练样本集中样本总数。