[发明专利]一种不确定噪声扰动下Buck变换器的故障检测方法

权利要求书

1.一种不确定噪声扰动下Buck变换器的故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：

根据Buck变换器工作原理，确定Buck变换器在电感电流持续导通情况下的混杂系统离散模型：

根据Buck变换器中晶体管的切换状态、电感电流和输出电压，确定所述Buck变换器的观测矩阵Φ(k)：

Φ(k)＝[i_L(k-1) u_O(k-1) S(k)]^T，

定义Buck变换器的参数矩阵，所述参数矩阵包括第一参数矩阵θ₁和第二参数矩阵θ₂：

根据Buck变换器的电感电流和输出电压，确定所述Buck变换器的输出矩阵Y(k)：

其中y₁(k)、y₂(k)为输出矩阵Y(k)中的元素；

根据所述观测矩阵、参数矩阵、输出矩阵、Buck变换器在电感电流持续导通情况下的混杂系统离散模型，定义Buck变换器的系统方程：

y₁(k)＝θ₁^TΦ(k)+e₁(k)，

y₂(k)＝θ₂^TΦ(k)+e₂(k)；

根据所述Buck变换器的系统方程，确定所述第一参数矩阵θ₁对应的第一参数空间集合Q₁(k)以及所述第二参数矩阵θ₂对应的第二参数空间集合Q₂(k)：

Q₁(k)＝{θ₁:|y₁(k)-Φ^T(k)θ₁|≤σ₁,θ₁∈R^m}，

Q₂(k)＝{θ₂:|y₂(k)-Φ^T(k)θ₂|≤σ₂,θ₂∈R^m}；

根据所述第一参数空间集合Q₁(k)确定第一参数矩阵对应的第一凸多面体Θ₁(k)，根据所述第二参数空间集合Q₂(k)确定的第二参数矩阵对应的第二凸多面体Θ₂(k)；

检测所述第一凸多面体Θ₁(k)是否为空集，以及检测所述第二凸多面体Θ₂(k)是否为空集；

若检测到第一凸多面体Θ₁(k)为空集，第二凸多面体Θ₂(k)为空集，则确定Buck变换器发生故障；

若检测到第一凸多面体Θ₁(k)为空集，第二凸多面体Θ₂(k)不为空集，则确定Buck变换器发生系统错误；

若检测到第一凸多面体Θ₁(k)不为空集，第二凸多面体Θ₂(k)为空集，则确定Buck变换器发生故障；

若检测到第一凸多面体Θ₁(k)不为空集，第二凸多面体Θ₂(k)不为空集，则确定Buck变换器未发生故障；

其中，i_L(k)表示k时刻Buck变换器的电感电流，u_O(k)表示k时刻Buck变换器的输出电压，i_L(k-1)表示k-1时刻Buck变换器的电感电流，u_O(k-1)表示k-1时刻Buck变换器的输出电压，S(k)表示Buck变换器中晶体管的切换状态，L表示电感，R表示电阻，C和R_C分别表示电解电容等效的电容和串联电阻，T表示采样周期，U表示Buck变换器的输入电压，e₁(k)、e₂(k)是不确定的Buck变换器的噪声，且e₁(k)、e₂(k)有界，|e₁(k)|≤σ₁、|e₂(k)|≤σ₂，σ₁、σ₂为大于零的常数，R^m为实数集。