全局解析冗余关系的混杂系统模式跟踪

针对混杂系统同时具有连续和离散的运动规律和演化机制,提出一种基于全局解析冗余关系的混杂系统模式跟踪方法.建立混杂系统键合图模型并转化为诊断键合图模型,根据诊断键合图得到系统的全局解析冗余关系和模式变化特征矩阵.利用模式变化特征向量和开关元件导通与关断时开关两端的电压电流变化特征,实现模式变化了的开关元件定位.最后利用Matlab软件对该方法进行仿真实验,实验结果表明基于全局解析冗余关系的混杂系统模式跟踪方法是有效的.

基于解析冗余关系理论的电力电子电路健康预测

讨论了电力电子电路中元器件级的健康预测。元器件级的剩余使用寿命是通过反推残差信号方法得到的。首先利用键合图建立系统的动态模型,得到全局解析冗余关系,通过故障特征矩阵进行故障检测与隔离;然后与元器件的退化模型相结合的方法,得到元器件相对应的残差退化曲线,从而获得元器件退化过程数据样本。根据元器件的等效电阻与残差的退化关系,结合故障阈值与失效值和极限学习机(extreme learning machine,ELM)算法可计算出元器件级的剩余使用时间。最后将该方法应用于典型电力电子电路Buck电路中,在20-sim软件和Matlab仿真环境中进行联合仿真,验证了此方法的有效性。

混杂系统传感器微小故障的检测与隔离方法

考虑到实际生产过程中不可避免地存在建模误差及干扰噪声,提出了结合全局解析冗余关系法和指数加权移动平均(EWMA)滤波技术与自适应阈值评价法传感器微小故障检测与隔离方法。介绍了三容水箱混杂系统可能出现的微小故障,并分析了三容水箱系统的结构及特点。利用混合键合图模型的全局解析冗余关系方法产生残差,再通过EWMA滤波技术和自适应阈值评价残差,实现传感器微小故障的检测与隔离。最后利用20-sim键合图仿真软件和Matlab联合仿真,验证了该方法在传感器微小故障检测与隔离的可行性。

基于键合图的飞跨电容型逆变器故障诊断研究

通过分析飞跨电容型逆变器的结构及特点,对逆变器的参数性故障进行诊断,并采用基于键合图模型的全局解析冗余关系法对参数性故障的检测和定位进行了研究。根据键合图理论建立了飞跨电容型逆变器的键合图模型,通过在键合图模型中加入观测信号和虚拟传感器的方法建立了系统的诊断键合图模型,从而得到系统的全局解析冗余关系。最后,利用20-sim仿真平台进行仿真分析,验证了基于键合图模型的全局解析冗余关系方法在参数性故障诊断方面的可行性。

未知离散故障下切换电路系统的故障参数辨识

研究了切换模拟电路系统在未知离散故障条件下的故障参数估计方法。首先,利用混杂键合图（HBG）理论对切换电路系统进行建模,通过因果路径覆盖法推导出系统的全局解析冗余关系（GARRs）用以检测故障,并根据GARRs构造故障特征矩阵（FSM）用以隔离可能故障参数集合。为了修正故障集合,提出一种新的优化算法——基于微调机制的生物地理学优化算法（PABBO）,将故障隔离获得的可能故障参数集合和未知离散故障的模式变化时间视为优化算法的设计变量,实现故障参数和未知离散故障的同时辨识。通过仿真与实际实验结果分析,验证了基于HBG和GARRs的混杂系统故障检测方法的有效性,以及基于PABBO的故障参数和模式变化时间同时辨识算法的可行性。