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[发明专利]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-CN202310830632.X在审
发明人：徐帅;姚春醒;吴思佳;马光同 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2023-07-07 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：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。
一种基于深度网络预测控制权重因子动态优化方法

[发明专利]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-CN202310209379.6在审
发明人：马光同;李国华;徐帅;任冠州;姚春醒 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G01R31/54 文献下载
摘要：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。
一种基于预测电流电平逆变器开路故障诊断方法

[发明专利]一种永磁电机降矢量模型预测控制方法-CN202111017068.7有效
发明人：马光同;孙振耀;徐帅;姚春醒;任冠州;张晗 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：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。
一种永磁机降矢量模型预测控制方法

[发明专利]一种永磁电机驱动系统电流传感器故障在线诊断方法-CN202111454820.4有效
发明人：徐帅;马光同;张晗;孙振耀;任冠州;姚春醒 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2021-12-01 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： H02P29/024 文献下载
摘要：本发明公开了一种永磁电机驱动系统电流传感器故障在线诊断方法，属于电机故障诊断技术领域，所述方法包括如下步骤：采集得到永磁电机的定子电流ia和ib以及永磁电机转子的实际速度信号wr和角度信号θr，并根据ia、ib、wr和θr得到残差信号εa和εb；得到A相电流传感器的状态变化量Ma(k)和B相电流传感器的状态变化量Mb(k)；定义电流传感器故障标志函数Fx、Yx和Zx，并得到电流传感器的故障特征；根据故障特征定位电流传感器的故障相和故障类型；本发明解决了单个或多个电流传感器故障的准确定位和类型辨识的问题，为驱动系统的容错控制提供可靠的故障信息，保障永磁电机的高效和可靠运行。
一种永磁电机驱动系统电流传感器故障在线诊断方法

[发明专利]永磁电机驱动系统电流传感器故障类型识别方法及装置-CN202111015244.3有效
发明人：马光同;张晗;徐帅;任冠州;孙振耀;姚春醒 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种永磁电机驱动系统电流传感器故障类型识别方法及装置，该方法包括采集永磁电机的三相定子电流信号和永磁电机转子的位置信号；根据采集的三相定子电流信号和dq轴参考电流信号，定位故障电流传感器；对故障电流传感器采集的相电流值进行采样，构建故障识别变量；根据构建的故障识别变量对电流传感器故障类型进行识别。本发明解决了在变频调速系统中，单一使用基于模型的故障诊断方法仅能定位故障传感器不能确定故障类型的通用性问题，不需要借助额外设备即可准确识别出电流传感器的断线故障、卡死故障、增益故障和偏置故障四种典型故障类型，有较强的鲁棒性，同时该方法可以和任意基于模型的电流传感器故障诊断方法相结合。
永磁电机驱动系统电流传感器故障类型识别方法装置

[发明专利]一种开关频率固定的永磁电机模型预测控制方法-CN202111017072.3有效
发明人：徐帅;马光同;孙振耀;任冠州;姚春醒;张晗 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种开关频率固定的永磁电机模型预测控制方法，包括建立永磁电机及其驱动变流系统的数学模型，获取电机的电流、直流母线侧电压值以及逆变器输出电压值；建立旋转坐标系下的离散化定子电流预测模型，并对系统时延进行一步补偿后，预测电机下一时刻的电流值；建立与IGBT开关频率等效的开关周期离散化模型，对器件开关动作进行计数，预测开关周期值；建立总代价函数，确定开关状态，输出并控制逆变器开关管的导通和关断。本发明不使用调制生成开关信号，控制结构简单，运算负荷低，同时实现了开关频率恒定和中性点电位平衡的效果，控制效果可以达到全局最优，使得永磁电机在运行时能够同时具有低转矩脉动和高动态响应。
一种开关频率固定永磁电机模型预测控制方法

[发明专利]一种多电平变流器无权重因子模型预测控制方法-CN202211442596.1有效
发明人：马光同;孙振耀;徐帅;任冠州;姚春醒 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-11-18 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：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。
一种电平变流器权重因子模型预测控制方法

[发明专利]一种基于残差神经网络优化的模型预测控制方法-CN202211211043.5在审
发明人：徐帅;姚春醒;马光同;任冠州;李国华 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于残差神经网络优化的模型预测控制方法，具体为：建立系统状态变量的预测模型，调节模型预测控制算法的代价函数，记录不同权重因子下的电流谐波畸变率和开关频率组成数据样本；根据所收集的数据，建立优化目标函数，同时将数据集分为训练集、验证集和测试集；构建残差并联神经网络，将权重因子作为网络输入层，目标函数作为网络输出层，依托数据集和Adam算法训练网络，根据评价指标调节神经网络的残差模块、网络深度等超参数，选取指标最优的残差网络；将步长更短的权重因子作为最优网络的输入层，预测目标函数，寻找使目标函数最小的权重因子，实现状态变量的最优控制。本发明实现不同工况下和不同性能要求下的权重因子优化，有效提高了模型预测控制算法的控制性能和鲁棒性。
一种基于神经网络优化模型预测控制方法

[实用新型]一种高速列车容错型牵引变流器主电路-CN202020274110.8有效
发明人：马光同;徐帅;张晗;刘康;姚春醒 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2020-03-06 - 公布日： 2020-10-23 - 主分类号： H02M5/45 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种高速列车容错型牵引变流器主电路，涉及电力机车牵引技术领域，其包括依次串联的四象限脉冲整流器、中间直流电路和逆变器，还包括冗余电路和故障隔离组件，所述四象限脉冲整流器为单相三电平T型脉冲整流器拓扑结构；所述逆变器为三相三电平T型逆变器拓扑结构；所述故障隔离组件分布于所述四象限脉冲整流器以及所述逆变器的桥臂中；所述冗余电路与所述四象限脉冲整流器、所述中间直流电路和所述逆变器电性连接。本实用新型能够实现故障隔离和多模式容错运行，不仅可以容错单个或多个开关管的开路、短路故障，还可以容错桥臂的开路、短路故障，从而提高了牵引变流系统的可靠性，而且结构简单、导通损耗低，输出电能质量高。
一种高速列车容错牵引变流器电路

[发明专利]一种高速列车容错型牵引变流器主电路-CN202010151724.1在审
发明人：马光同;徐帅;张晗;刘康;姚春醒 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2020-03-06 - 公布日： 2020-05-22 - 主分类号： H02M5/45 文献下载
摘要：本发明公开了一种高速列车容错型牵引变流器主电路，涉及电力机车牵引技术领域，其包括依次串联的四象限脉冲整流器、中间直流电路和逆变器，还包括冗余电路和故障隔离组件，所述四象限脉冲整流器为单相三电平T型脉冲整流器拓扑结构；所述逆变器为三相三电平T型逆变器拓扑结构；所述故障隔离组件分布于所述四象限脉冲整流器以及所述逆变器的桥臂中；所述冗余电路与所述四象限脉冲整流器、所述中间直流电路和所述逆变器电性连接。本发明能够实现故障隔离和多模式容错运行，不仅可以容错单个或多个开关管的开路、短路故障，还可以容错桥臂的开路、短路故障，从而提高了牵引变流系统的可靠性，而且结构简单、导通损耗低，输出电能质量高。
一种高速列车容错牵引变流器电路

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