[发明专利]一种基于数字孪生的电力电子电路故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生的电力电子电路故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：通过传感器模块采集待测实际电力电子电路运行过程中的负载电压信号，将采集的数据通过蓝牙传输模块传输至上位机的Matlab工作区；

步骤(2)：根据待测实际电力电子电路的工作原理及标称元器件参数，基于Matlab/Simulink平台构建后缀名为.slx的仿真电路作为初始数字孪生模型；

步骤(3)：通过所建初始数字孪生模型读取步骤(1)中的上位机的Matlab工作区的实际电力电子电路负载电压信号，实现初始数字孪生模型与实际电力电子电路的参数数据的传输；

步骤(4)：通过初始数字孪生模型得到的模型负载电压信号与待测实际电力电子电路负载电压信号之间建立残差表达式e(t)及待测实际电力电子电路与初始数字孪生模型的误差平方和目标函数F(t)；

步骤(5)：利用最小二乘算法实时拟合待测实际电力电子电路负载电压信号，使初始数字孪生模型进行更新并优化误差平方和目标函数F(t)；

步骤(6)：将初始数字孪生模型第n次更新得到的参数估计值(R_t,L_t,C_t)代替第n+1次初始数字孪生模型更新的元器件参数值来进行更新，使得误差平方和目标函数F(t)降到最小；

步骤(7)：判断步骤(6)得到的待测实际电力电子电路元器件的参数估计值(R_t,L_t,C_t)，判断得到的元器件参数估计值是否在其容差范围内，是则电路无故障，否则电路故障，故障定位为参数值超过相应容差范围的实际电力电子电路元器件，实现在Matlab/Simulink平台中对待测实际电力电子电路的在线故障诊断定位。

2.如权利要求1所述的一种基于数字孪生的电力电子电路故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述的残差表达式e(t)和误差平方和目标函数F(t)的具体建立步骤：

步骤2.1：首先，通过待测实际电力电子电路负载电压信号和初始数字孪生模型负载电压信号，建立数字孪生模型的残差表达式：

e(t)＝y_ref(t)-y_sim(t)

其中t为[0,1,…,N]；其中N为样本数；y_ref为待测实际电力电子电路负载电压信号；y_sim为数字孪生模型输出负载电压信号；

步骤2.2：通过得到的模型残差e(t)建立误差平方和目标函数F(t)：

其中N为样本数。