[发明专利]一种基于GP-NARX模型的电机温度估算方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于GP‑NARX模型的电机温度估算方法及装置，该方法包括：获取电机在预定工况下的工况参数；执行初始化工作以获取电机的初始温度值；以及将工况参数与初始温度值输入经训练阶段训练得到的GP‑NARX模型，将GP‑NARX模型最终的输出值作为电机的实时温度估算值，GP‑NARX模型在工作过程中将上一时刻输出的电机温度值反馈至下一时刻的输入以反映电机温度变化对电机实时温度的影响。

技术领域

本发明涉及电机温度估算领域，尤其涉及一种基于GP-NARX模型的电机温度估算方法及装置。

背景技术

新能源汽车由于具备节能环保、绿色低碳的优势，其市场渗透率不断提升，市场份额也不断增加。新能源汽车的驱动电机作为其电驱系统的核心部件，得到更多的关注与研究。电机在工作过程中会发生损耗，使其温度升高，而温度过高会加快定子绕组老化，转子磁钢退磁，严重时导致电机报废。因此，关于如何估算电机温度的研究具有十分重要的意义。

现有技术中，电机温度估算的方法主要包括：有限元法、集总参数热网络法、信号注入法以及磁链观测器等。然而，由于汽车驱动电机内部传热关系复杂，难以准确对其传热路径进行分析，该些电机温度估算方法在实际应用面临着各种困难和挑战。与此同时，近年来随着人工智能技术在数据挖掘、复杂系统建模、参数辨识等方面得到广泛的研究和应用，却少有利用人工智能技术进行汽车驱动电机温度估算的方案助力电机温度的研究工作。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种基于GP-NARX模型的电机温度估算方法及装置，利用数据驱动建模算法，避免了复杂的电机传热路径分析和热网络参数辨识的过程，同时融合多源信息从而适用于多种工况，尤其对于物理模型特别复杂的场合，提高开发效率。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种基于GP-NARX模型的电机温度估算方法，包括：获取电机在预定工况下的工况参数；执行初始化工作以获取该电机的初始温度值；以及将该工况参数与该初始温度值输入经训练阶段训练得到的GP-NARX模型，将该GP-NARX模型最终的输出值作为该电机的实时温度估算值，该GP-NARX模型在工作过程中将上一时刻输出的电机温度值反馈至下一时刻的输入以反映电机温度变化对电机实时温度的影响。

在一实施例中，优选地，该训练阶段包括：采集该电机在实际运行中的多组工况数据，将该多组工况数据划分为多个数据集，该多个数据集包括训练集；为该GP-NARX模型选择适配的核函数，将该训练集的工况数据输入至该GP-NARX模型以计算适应度函数；以及迭代求解该适应度函数的最值以确定该GP-NARX模型的超参数，从而完成模型训练工作。

在一实施例中，优选地，该多组工况数据包括多个工况的工况参数以及每个工况下该电机的实时温度，该训练阶段还包括：将该多组工况数据进行预处理并整理为(x_i,y_i)的时间序列形式，x_i为模型输入，y_i为由传感器采集的该电机的实时温度，x_i表示为：

其中，为用于输入该GP-NARX模型的电机不同工况的工况参数，为用于反馈至该GP-NARX模型输入的该电机的实时温度，n_u和n_y分别为用于决定该GP-NARX模型输出回归步长和输入步长的参数。

在一实施例中，优选地，该电机的实时温度y_i表示为：

y_i＝f(x_i)+ε_i