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電力電子電路容錯(cuò)控制
電力電子電路容錯(cuò)控制【1】
摘 要： 與電力電子電路的傳統(tǒng)開關(guān)函數(shù)模型相比，由于混合邏輯動(dòng)態(tài)(MLD)模型同時(shí)包含電路的控制變遷和條件變遷，因而MLD模型更能精確的反應(yīng)電路的變化過程。
這里建立了電力電子電路的MLD模型，考慮到MLD模型中包含離散變量，傳統(tǒng)控制方法不再適用，因而將輔助邏輯變量和輔助連續(xù)變量引入模型預(yù)測(cè)控制(MPC)，研究了基于MLD模型和MPC的電力電子電路容錯(cuò)控制及其實(shí)現(xiàn)步驟。
該方法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、容錯(cuò)性能良好、通用性較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
以三相四橋臂逆變電路的容錯(cuò)控制為例驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。
關(guān)鍵詞： 電力電子電路; 容錯(cuò)控制; 混雜系統(tǒng); 模型預(yù)測(cè)控制
0 引 言
微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了電力電子技術(shù)的快速進(jìn)步[1]，近年來，電力電子電路的應(yīng)用遍布工業(yè)、軍事、航空航天等重要領(lǐng)域，主要用于電能的處理與變換，電路的可靠性關(guān)乎到整個(gè)系統(tǒng)的健康運(yùn)行，而容錯(cuò)控制(Fault Tolerant Control，F(xiàn)TC)是提高系統(tǒng)可靠性的一個(gè)重要手段，容錯(cuò)控制的目的在于通過控制器的調(diào)節(jié)使故障系統(tǒng)仍能保持滿意的性能或至少達(dá)到可以接受的性能指標(biāo)[2]。
任何功率管故障均會(huì)導(dǎo)致電力電子電路的缺相運(yùn)行[3?4]，因而硬件冗余和控制設(shè)計(jì)是研究電力電子電路容錯(cuò)控制的兩個(gè)主要方面。
文獻(xiàn)[5]研究了一種新型的容錯(cuò)電路拓?fù)浼捌淇刂撇呗裕墨I(xiàn)[6]對(duì)一種容錯(cuò)的多電平逆變電路拓?fù)溥M(jìn)行了容錯(cuò)研究。
本文以基于電力電子電路的MLD模型和MPC研究了電路容錯(cuò)控制的通用方法及實(shí)現(xiàn)步驟，并以三相四橋臂逆變電路為例對(duì)所提方法進(jìn)行驗(yàn)證。
1 電力電子電路的混合邏輯動(dòng)態(tài)模型
混雜系統(tǒng)是指由連續(xù)變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)相互混雜、相互作用的系統(tǒng)[7]。
電力電子電路功率管的通斷受到控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，具有離散特性;功率管的每種通斷組合均是一個(gè)離散事件，電路在每個(gè)離散事件期間的變化受狀態(tài)方程的約束，具有連續(xù)特性，因此電力電子電路是一種典型的混雜系統(tǒng)[8]。
MLD模型是一種主要的混雜系統(tǒng)建模方法，MLD將離散事件以條件的方式嵌入微分方程組中，把系統(tǒng)整個(gè)當(dāng)作一個(gè)微分方程組來處理，最終將控制問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題 [9]。
根據(jù)電力電子電路的物理規(guī)律，可以建立電力電子電路的混合邏輯動(dòng)態(tài)模型如下：
[X(k+1)=AX(k)+B1U(k)+B2σ(k)+B3Z(k)Y(k)=CX(k)+D1U(k)+D2σ(k)+D3Z(k)] (1)
式中：X=(Xc，Xl)T為狀態(tài)變量，其中Xc為連續(xù)狀態(tài)，Xl為離散狀態(tài);Y=(Yc，Yl)T為輸出變量，其中Yc為連續(xù)輸出，Yl為離散輸出;U=(Uc，Ul)T為輸入變量，Uc為連續(xù)輸入，Ul為離散輸入;σ和Z分別代表系統(tǒng)輔助邏輯變量和輔助連續(xù)變量。
2 電力電子電路容錯(cuò)控制的基本機(jī)理
容錯(cuò)控制就是通過控制器的調(diào)節(jié)使故障系統(tǒng)繼續(xù)保持滿意性能或至少可以接受的性能指標(biāo)。
而電力電子電路的容錯(cuò)控制需要同時(shí)考慮控制器和硬件冗余兩個(gè)方面，因?yàn)殡娏﹄娮与娐返娜魏喂β使芄收暇鶗?huì)導(dǎo)致電路的缺相運(yùn)行，僅通過控制器的調(diào)節(jié)無法使缺相運(yùn)行的電路滿足指標(biāo)要求。
圖1為電力電子電路容錯(cuò)控制原理圖，電路狀態(tài)檢測(cè)模塊負(fù)責(zé)將電路的故障信息傳至拓?fù)渲貥?gòu)模塊和控制信號(hào)切換模塊，重構(gòu)模塊隔離電路的故障功率管，控制信號(hào)切換模塊將故障功率管的控制信號(hào)切換至冗余功率管，由冗余功率管接替故障功率管工作，保證電路滿足指標(biāo)要求。
圖1 電力電子電路容錯(cuò)控制原理圖
由于電力電子電路MLD模型中離散變量的存在，傳統(tǒng)的控制方法不能簡(jiǎn)單用于電力電子電路控制。
在形式上，MPC被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型和電力電子電路的MLD模型相似，因此將輔助邏輯和輔助連續(xù)變量引入MPC，擴(kuò)展后可用于電力電子電路的控制[10]。
給定X0為初始狀態(tài)，N為預(yù)測(cè)步長(zhǎng)，X(i|k)是第k+i步系統(tǒng)狀態(tài)的預(yù)測(cè)值，選擇目標(biāo)函數(shù)為：
[minuk+i，i=0，1，2，..，n-1JUN-1K，X(k)=Δ0N-1(U(i)-UePQ1+U(i|k)-UePQ2+σ(i|k)-σePQ3+Y(i|k)-YePQ4+Z(i|k)-ZePQ5)] (2)
[s.tX(N|k)=XeX(i+1|k)=AX(i|k)+B1U(i)+B2σ(i|k)+B3Z(i|k)Y(i|k)=Cx(i|k)+D1U(i)+D2σ(i|k)+D3Z(i|k)] (3)
式中：Xe，Ue，σe，Ze，Ye是控制的目標(biāo)值;Qj為權(quán)值矩陣，j=1，2，…，5。
式(2)中：P=1時(shí)，問題轉(zhuǎn)化為一混合整數(shù)線性規(guī)劃(Mixed Integer Linear Programming，MILP)問題;P=2時(shí)，為混合整數(shù)二次規(guī)劃問題(Mixed Integer Quadratic Programming，MIQP)，具體算法已有很多文獻(xiàn)進(jìn)行了相關(guān)研究[11]，本文不在詳述。
對(duì)于不同的電力電子電路，利用冗余的思想均可設(shè)計(jì)出電路具有冗余功能的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行混合邏輯動(dòng)態(tài)建模，電路模型可抽象為式(1)的形式，如圖1所示。
根據(jù)電力電子電路的容錯(cuò)控制原理，設(shè)計(jì)電路模型預(yù)測(cè)控制器及故障后拓?fù)涞闹貥?gòu)策略，即可實(shí)現(xiàn)電路的容錯(cuò)控制。
下面就以一種新型的逆變電路為例說明電力電子電路基于此方法容錯(cuò)控制的具體實(shí)現(xiàn)步驟。
圖2 三相四橋臂逆變器拓?fù)?/p>
3 仿真驗(yàn)證
如圖2逆變器拓?fù)�，仿真參�?shù)如下：Vdc=270 V，C=8 800 μF，濾波電感L=100 μH，濾波電阻R=25 mΩ，額定頻率為400 Hz。
仿真結(jié)果如圖3所示，其中(a)為逆變器正常工作時(shí)三相輸出電壓及其頻譜分析結(jié)果，(b)為逆變器單管故障容錯(cuò)后逆變電路的三相電壓及頻譜分析結(jié)果。
4 結(jié) 論
本文在分析建立通用的電力電子電路混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的基礎(chǔ)上，提出了電力電子電路基于混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的容錯(cuò)控制策略，具有較強(qiáng)的通用性。
文章以一種三相四橋臂逆變器拓?fù)錇槔�，并通過仿真對(duì)所提方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
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電力電子電路故障診斷方法【2】
摘要 如今故障診斷技術(shù)正在快速發(fā)展，人們對(duì)故障診斷的研究也在不斷的加深。
在電力電子電路領(lǐng)域方面，人們也逐漸開始重視故障診斷了。
所以說，診斷電路故障，必將成為電子電路行業(yè)中炙手可熱的一個(gè)話題，很有更多的學(xué)者來關(guān)注。
關(guān)鍵詞 電力電子電路;故障;原理;方法
0引言
現(xiàn)在，診斷電路故障的方法主要有以下幾種：基于故障頻率診斷算法的診斷方法、基于K故障診斷算法的診斷方法和基于故障字典算法的診斷方法等。
這里面基于故障頻率診斷算法的診斷方法是最常用的。
因?yàn)殡娐樊a(chǎn)生故障的頻率比較高，并且產(chǎn)生故障的原因很復(fù)雜，所以說電路故障的研究是非常有必要的。
1關(guān)于電力電子電路的認(rèn)識(shí)
1.1電力電子電路的基本特點(diǎn)
與一般的數(shù)字電路、模擬電路不一樣的是，電力電子電路的器件過載能力比較小，所以設(shè)備損壞的速度很快，損壞的時(shí)間在10微秒之內(nèi)，因此在故障發(fā)生前很難捕獲到征兆。
傳統(tǒng)的判斷故障的方法是，依靠設(shè)備輸出的波形來判斷緩變的故障，但是這種方式對(duì)于電力電子電路中快速的突變性故障是很難操作的。
1.2診斷電力電子電路的故障
由于上述方法有缺陷，所以一中關(guān)于粒子群優(yōu)化算法的電力電子電路故障診斷方法被提出了。
利用這種優(yōu)化后的方法，迭代運(yùn)算所有離子，通過這種方式可以較為準(zhǔn)確的進(jìn)行診斷。
通過進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)之后我們能夠看出，我們可以把這種方法運(yùn)用在電力電子電路故障的診斷中，可以較為準(zhǔn)確的得到所需要的信息，效果十分理想。
1.3關(guān)于電力電子電路在運(yùn)行中的可靠性
人們對(duì)于電力電子電路在運(yùn)行中的可靠性越來越重視了，不過在實(shí)際中計(jì)劃的不是很好，伴隨著電力電子裝置在實(shí)際生活中開始大面積使用，電力電子裝置的妨礙通常體現(xiàn)為電力電子器件的破壞，然而。
妨礙信息僅存在于產(chǎn)生妨礙到停電之前的數(shù)十毫秒以內(nèi)，此外，一些應(yīng)用專家體系對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁體系的晶閘管整流電路舉行妨礙診斷，對(duì)付龐大電路其信號(hào)引出線會(huì)太多，但它只實(shí)用于不帶反電動(dòng)勢(shì)的整流電路，怎樣計(jì)劃合理的電力電子電路妨礙診斷方案，要以非侵人性聯(lián)接要領(lǐng)。
電力電子電路的功率已達(dá)數(shù)千千瓦，這也是由于電力電子器件的過載本領(lǐng)小。
近年來國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究人員針對(duì)電力電子電路的妨礙診斷問題做了許多有效的事情，破壞速度快，但是這種要領(lǐng)必須同時(shí)監(jiān)測(cè)每一個(gè)晶閘管元件的端電壓，妨礙產(chǎn)生前征兆較難捕捉，也大概造成對(duì)主電路的滋擾，有人議決從輸出端引出信號(hào)來辨認(rèn)整流元件的開路妨礙。
這里面以電力電子器件的開路和短路最為常見，不實(shí)用于逆變電路，所以說，上述方式還是比較科學(xué)的。
在實(shí)際生活的運(yùn)用中，會(huì)出現(xiàn)很多方面的影響，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)電力電子電路的妨礙，如何運(yùn)用更加成熟、簡(jiǎn)便的技術(shù)來對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)是一個(gè)必須要加強(qiáng)研究的話題。
2參考模型法及其實(shí)驗(yàn)原理
這里介紹一種基于參考模型的能夠?qū)﹄娮与娐愤M(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的方式，在研究理論上來講，這種方法電路運(yùn)行和實(shí)際操作中電路運(yùn)行的誤差來進(jìn)行分析的方法。
現(xiàn)在晶閘管三相變流裝置主電路在這方面的運(yùn)用比較廣泛，我們?cè)谶M(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和研究的時(shí)候可以借助仿真模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明上述方法不但是可行的，而且具有可判斷性強(qiáng)，適應(yīng)性高等特點(diǎn)。
2.1基本原理
從人們頭腦的角度來看，若體系的模型已知，我們通過把實(shí)際情況中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)和運(yùn)用計(jì)算等方式的出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較這一過程，這種故障診斷的方法，根本要素就是，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的誤差，議決對(duì)誤差進(jìn)一步分析、處理數(shù)據(jù)再來進(jìn)行妨礙診斷和妨礙定位。
第一，我們要根據(jù)實(shí)際情況中的數(shù)據(jù)來組建一個(gè)數(shù)據(jù)化的模型，并且把它作為參考模型，誤差極小的妨礙特征第二，利用實(shí)際情況中出現(xiàn)的實(shí)際數(shù)據(jù)來判斷出現(xiàn)故障的部位，這時(shí)誤差則會(huì)出現(xiàn)明顯的跳躍征象，將實(shí)際體系的特征輸出量與正常運(yùn)行體系對(duì)應(yīng)的輸出量舉行比較。
其根本實(shí)現(xiàn)效果是，可以很好地利用謀略機(jī)模擬體系的運(yùn)行進(jìn)程，然后在雷同的輸人信號(hào)和控制戰(zhàn)略作用下，對(duì)比實(shí)際體系與參考模型的對(duì)應(yīng)特征輸出量。
當(dāng)實(shí)際體系正常運(yùn)行時(shí)，它與參考模型的對(duì)應(yīng)特征輸出量間的誤差，當(dāng)體系無妨礙時(shí)誤差為零。
當(dāng)實(shí)際體系產(chǎn)生某種妨礙時(shí)，而當(dāng)體系有妨礙時(shí)，結(jié)果不等于零，這時(shí)再進(jìn)行分析判斷。
2.2利用晶閘管三相橋式變流器進(jìn)行主電路故障診斷
我們所說的晶閘管三相橋式基于參考模型，其過程圖如圖一所示。
選變流器的主要輸出電壓是特征量，故障函數(shù)就用實(shí)際系統(tǒng)與參考模型的對(duì)應(yīng)輸出的特征量之差。
2.3建立起晶閘管三相橋式的變流器主電路模型
對(duì)晶閘管橋臂斷路產(chǎn)生的故障進(jìn)行分析，我們可以把產(chǎn)生的故障統(tǒng)計(jì)成五大類。
1)實(shí)驗(yàn)晶閘管沒有故障發(fā)生，可以正常運(yùn)行;
2)同一半橋中的兩只晶閘管發(fā)生故障，存在6個(gè)故障元;
3)同一橋臂上的上下兩只晶閘管出現(xiàn)故障，存在3個(gè)故障元;
4)其中一只實(shí)驗(yàn)晶閘管發(fā)生故障，并且存在6個(gè)故障元;
5)不同橋臂上的上下兩只晶閘管出現(xiàn)故障，存在6個(gè)故障元。
3結(jié)論
本文主要分析了電力電子電路在故障診斷方面的一些情況，主要以晶閘管三相橋式整流器作為例子，較為詳盡地?cái)⑹隽税l(fā)生電路故障之后，如何正確準(zhǔn)確的對(duì)故障進(jìn)行在線的分析診斷和維護(hù)。
同時(shí)，我們敘述的這些方法也適用于其他方面的診斷，這也是這一種故障診斷方法的特點(diǎn)之一。
由此可見，在電子電路的診斷過程中加入數(shù)據(jù)模型，有很多優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單操作，步驟少，效果好。
特別是一些較為復(fù)雜的電子電路故障，可以明顯的看出這種方法的有事。
參考文獻(xiàn)
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電力電子電路的故障預(yù)測(cè)方法【3】
【摘要】在一些集成化和智能化程度較高的電力電子設(shè)備當(dāng)中，由于各種元件和電路間的關(guān)聯(lián)性和非線性關(guān)系，使得整個(gè)電路的故障預(yù)測(cè)精準(zhǔn)性變得較為困難，本文根據(jù)這一特征并結(jié)合傳統(tǒng)預(yù)測(cè)模型，提出了一種基于加權(quán)約束和殘差修復(fù)的電路故障預(yù)測(cè)模型，并通過BOOST電路進(jìn)行試驗(yàn)分析，結(jié)果表明該模型算法具有較好的收斂性，預(yù)測(cè)精確度明顯提高。
【關(guān)鍵詞】故障預(yù)測(cè);殘差修復(fù);預(yù)測(cè)模型
1.引言
隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化的電子設(shè)備集成度在不斷提高，以及智能化技術(shù)的加入使得許多電子設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)化操作。
這些復(fù)雜的電子設(shè)備集成化和智能化的程度很高，從而使各個(gè)電路間的耦合性和關(guān)聯(lián)性更為緊密，另外，由于企業(yè)對(duì)于這些復(fù)雜設(shè)備的依賴性較大，這就使得設(shè)備的故障具有：危害性大、非線性和偶然性的特點(diǎn)。
因此，對(duì)復(fù)雜設(shè)備內(nèi)部器件進(jìn)行準(zhǔn)確的故障預(yù)測(cè)和使用壽命的判斷，并提前采取預(yù)防措施，無疑對(duì)避免重大事故的發(fā)生起到重要作用。
為了解決上述產(chǎn)生的問題，并結(jié)合現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上提出了一種包括加權(quán)約束和殘差修復(fù)的預(yù)測(cè)模型，并通過電力電子電路中具有代表性的BOOST電路作為實(shí)驗(yàn)分析對(duì)象進(jìn)行分析研究，最后得出該模型具有較好的收斂性和預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
2.電力電子電路故障預(yù)測(cè)方法
為了克服傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法對(duì)電力電子電路故障預(yù)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的缺陷，本文提出了一種基于加權(quán)約束和殘差修復(fù)的故障預(yù)測(cè)模型，該模型能更加真實(shí)反映電力電子系統(tǒng)健康狀況。
該方法克服了系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性差以及采集數(shù)據(jù)量小所帶來的弊端，能夠迅速進(jìn)入模型內(nèi)部，進(jìn)而保證較好的預(yù)測(cè)性。
2.1 預(yù)測(cè)模型的建立
首先，對(duì)電力設(shè)備易失效的元器件特征參數(shù)進(jìn)行樣本數(shù)據(jù)采集，假設(shè)分別為系統(tǒng)的輸入量和輸出量。
采集得到的樣本表示如下：
為了保證預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們將采集到的數(shù)據(jù)樣本映射到特定空間來進(jìn)行映射處理。
設(shè)映射函數(shù)為，則有：
為采集數(shù)據(jù)特征權(quán)值，為數(shù)據(jù)偏置量
為了減少大量冗余數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)精度的干擾，我們將對(duì)冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行約束轉(zhuǎn)化，將問題重心轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯熘目臻g優(yōu)化問題上。
具體如下：
(1)
(2)
其中，為預(yù)測(cè)誤差;為數(shù)據(jù)約束權(quán)值參數(shù)
由式子(1)(2)可知：
(3)
其中，為約束權(quán)值系數(shù)，由此可得約束函數(shù)為：
對(duì)此函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，可得：
所以建立起的預(yù)測(cè)約束模型如下所示：
該方法通過加權(quán)約束消除了冗余數(shù)據(jù)干擾，為預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性打下了基礎(chǔ)。
2.2 故障預(yù)測(cè)中的殘差約束問題
故障預(yù)測(cè)的精確度與預(yù)測(cè)過程中產(chǎn)生的殘差誤差有很大的關(guān)系，殘差的修復(fù)決定了后期故障預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
具體方法如下：
第一步，假設(shè)估計(jì)參數(shù)的位置
然后進(jìn)行殘差計(jì)算，得到集合并計(jì)算殘差中存在的誤差設(shè)為集合并有：
最后，對(duì)集合中的殘差計(jì)算偏差，有：
設(shè)m為殘差調(diào)節(jié)系數(shù)，計(jì)算殘差在不同時(shí)刻的方程可寫作：
其中，為殘差大小，為殘差修復(fù)最優(yōu)系數(shù)。
修復(fù)值為：
通過對(duì)殘差誤差的實(shí)時(shí)修正，保證預(yù)測(cè)過程中，殘差能夠保證在一定的精度范圍，從而保證了預(yù)測(cè)的精度。
2.3 電路故障預(yù)測(cè)流程
圖1 電路故障預(yù)測(cè)流程圖
3.實(shí)驗(yàn)分析
本文選用電力電子電路當(dāng)中最具代表性的BOOST電路作為實(shí)驗(yàn)分析對(duì)象，并將特征參數(shù)值選取分析如下：
根據(jù)文獻(xiàn)[3]所提供的研究結(jié)果表明：電力電子電路故障中60%的故障時(shí)屬于電解電容故障。
根據(jù)文獻(xiàn)[2]研究的電解電容等效模型可以看出：電解電容在正常使用的過程中隨著使用時(shí)間的增加電解液將會(huì)逐漸蒸發(fā)，從而導(dǎo)致ESR(電容等效串聯(lián)電阻)增大，電容C減少，漏電流增大，進(jìn)而影響電解電容的使用。
大量研究表明，電解電容的電容值和使用時(shí)間呈指數(shù)函數(shù)變化，若ESR超過初始值的3倍或C減少20%即可判斷電解電容失效。
因此，我們選擇ESR以及電容值C作為檢測(cè)對(duì)象來獲知電解電容的變化情況，作為判斷整體電力電子電路發(fā)生故障的參數(shù)之一[2-3]。
圖2 模型預(yù)測(cè)曲線
功率MOSFET全稱為：功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管[5]，具有開關(guān)速度快、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、導(dǎo)通電阻低等優(yōu)點(diǎn)。
被廣泛應(yīng)用在電力電子系統(tǒng)當(dāng)中，另外，由于該器件電路模型復(fù)雜，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)當(dāng)中尚無簡(jiǎn)化電路模型，根據(jù)國(guó)外學(xué)者研究表明：功率MOSFET閥值電壓Vth變化情況能夠反應(yīng)器件性能健康狀況，并將Vth變化范圍超過20%作為功率MOSFET失效的判斷依據(jù)[5]。
另外，功率二極管和電感元件也是電力電子電路當(dāng)中最基礎(chǔ)的電子元器件，同時(shí)也是較為簡(jiǎn)單的元器件。
大量的研究表明：在電力電子電路正常工作情況下，二極管和電感元件失效的概率為2%-3%，故本文不考慮其失效因素。
我們選擇(c，ESR，Vth)來設(shè)置元器件參數(shù)，仿真獲得電路狀態(tài)參數(shù)，可以得到如下函數(shù)關(guān)系：
其中：
根據(jù)各參數(shù)間的特征關(guān)系，我們得到BOOST電路特征參數(shù)關(guān)系式為：
為輸出電壓偏移率。
根據(jù)BOOST電路工作原理可知：
因此：
由于能夠很好反映各個(gè)元器件參數(shù)的變化情況，那么我們就將作為預(yù)測(cè)和估計(jì)BOOST電路壽命的特征參數(shù)。
本文根據(jù)南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院提供的間隔為100h的100h-1000h時(shí)刻各參數(shù)的值作為采集數(shù)據(jù)的樣本，并運(yùn)用本模型算法對(duì)進(jìn)行1100h-1500h時(shí)刻的值進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)際曲線與預(yù)測(cè)曲線如圖2所示。
通過圖2與傳統(tǒng)模型預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可以看出，本文選用的算法模型較傳統(tǒng)算法模型預(yù)測(cè)的結(jié)果更為精確，誤差相對(duì)也較小，具有較好的收斂性，取得了預(yù)期效果。
4.結(jié)束語(yǔ)
本文選用電力電子電路中最常見的BOOST電路作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，對(duì)提出的一種具有殘差修復(fù)和加權(quán)約束的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，通過最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，驗(yàn)證了該模型具有較好的收斂性，雖然本實(shí)驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期效果，但是隨著時(shí)間的推移，隨著未知干擾因素的影響下，還存在一定的缺陷，還需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。
參考文獻(xiàn)
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