[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

摘要

本发明公开了一种不确定噪声扰动下Buck变换器的故障检测方法，属于电力变换器故障检测领域。该方法包括确定观测矩阵；定义Buck变换器的参数矩阵和Buck变换器的系统方程；根据Buck变换器的系统方程确定参数矩阵对应的参数空间集合；根据参数空间集合确定凸多面体；根据第一凸多面体和第二凸多面体是否为空集确定Buck变换器的工作状态；解决了在不确定噪声扰动情况下，Buck变换器的故障检测效果和实时性不好的问题；达到了可以在噪声、干扰等不确定因素较多的情况下对Buck变换器进行较为准确的故障检测，提高Buck变换器故障检测的实用性和普适性的效果。

主权项

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‑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。