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公开(公告)号：CN115685747A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211211043.5
申请日：2022-09-30
Applicant: 西南交通大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN114172443A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111454820.4
申请日：2021-12-01
Applicant: 西南交通大学
IPC: H02P29/024 , H02P23/14 , H02P27/06
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN113783490A
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202111017072.3
申请日：2021-08-31
Applicant: 西南交通大学
IPC: H02P21/14 , H02P21/20 , H02P21/22 , H02P25/022 , H02P27/12
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN118748504A
公开(公告)日：2024-10-08
申请号：CN202410866048.4
申请日：2024-07-01
Applicant: 西南交通大学
IPC: H02M1/32 , H02M7/487 , H02P21/00 , H02P21/22 , H02P25/022 , H02P25/024 , H02P27/14
Abstract: 本发明公开了一种三电平ANPC逆变器自适应容错控制方法，具体为：基于故障开关管对输出电压矢量的影响，对逆变器容错模式进行分类，分为丢失零电平和保留零电平容错模式；计算两种容错模式下逆变器输出电压矢量最大调制度，判断逆变器系统是否需要降额运行；针对保留零电平的容错模式，采用占空比调制的模型预测电流控制策略，利用虚拟零电压矢量合成的方法，解决逆变器中点电压不平衡问题；针对丢失零电平的容错模式，设计能代表容错控制性能指标的代价函数，并采用神经网络优化代价函数的权重因子。本发明通过针对逆变器的不同容错模式，采取相应的模型预测控制优化方法，实现了逆变器开路故障自适应容错控制，提升了逆变器系统的可靠性。
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公开(公告)号：CN116381554A
公开(公告)日：2023-07-04
申请号：CN202310209379.6
申请日：2023-03-07
Applicant: 西南交通大学
IPC: G01R31/54
Abstract: 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。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115622465A
公开(公告)日：2023-01-17
申请号：CN202211442596.1
申请日：2022-11-18
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN113708688A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202111017068.7
申请日：2021-08-31
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN110292506B
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN201910491722.4
申请日：2019-06-06
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 本申请涉及一种辅助运动系统和下肢外骨骼控制方法。所述辅助运动系统包括下肢外骨骼支撑装置，以及设置在所述下肢外骨骼支撑装置的数据采集装置和控制装置，所述下肢外骨骼支撑装置包括小腿支撑部，大腿支撑部以及髋部支撑部。所述数据采集装置包括设置在所述髋部支撑部与大腿支撑部连接处的第一传感器以及设置在小腿支撑部的第二传感器，用于采集与人体运动相关的步态数据以及行走数据。所述控制装置设置在髋部支撑部，用于获取所述数据采集装置采集的步态数据以及行走数据，并根据所述步态数据以及步态分类规则，确定当前步态类型，这样可以根据步态类型以及相应步态类型下的行走数据分析患者实时身体状态。
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公开(公告)号：CN110292506A
公开(公告)日：2019-10-01
申请号：CN201910491722.4
申请日：2019-06-06
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 本申请涉及一种辅助运动系统和下肢外骨骼控制方法。所述辅助运动系统包括下肢外骨骼支撑装置，以及设置在所述下肢外骨骼支撑装置的数据采集装置和控制装置，所述下肢外骨骼支撑装置包括小腿支撑部，大腿支撑部以及髋部支撑部。所述数据采集装置包括设置在所述髋部支撑部与大腿支撑部连接处的第一传感器以及设置在小腿支撑部的第二传感器，用于采集与人体运动相关的步态数据以及行走数据。所述控制装置设置在髋部支撑部，用于获取所述数据采集装置采集的步态数据以及行走数据，并根据所述步态数据以及步态分类规则，确定当前步态类型，这样可以根据步态类型以及相应步态类型下的行走数据分析患者实时身体状态。
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公开(公告)号：CN119937512A
公开(公告)日：2025-05-06
申请号：CN202510050097.5
申请日：2025-01-13
Applicant: 西南交通大学
IPC: G05B23/02
Abstract: 本发明公开了一种永磁直驱轴箱内置单轮对系统驱动控制试验台，包括机械系统和控制系统；机械系统包括机架与作动装置、轮轨关系模拟装置、被测单轮对系统、辅助约束装置和负载力矩模拟装置；控制系统用于控制机械系统施加到被测单轮对系统上垂向载荷和负载转矩的大小，以及控制被测单轮对系统的驱动；辅助约束装置对永磁电机的边界考虑更为完善，实现了对电机弹性约束边界的模拟；机架与作动装置对被测单轮对系统施加垂向载荷，结合轮轨关系模拟装置，实现了对轮轨载荷的模拟；负载力矩模拟装置可以模拟由列车运行阻力造成的牵引电机负载转矩，本发明中的永磁直驱轴箱内置单轮对系统驱动控制试验台可以为永磁直驱内置式转向架的电机控制算法优化设计提供支撑。
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