永磁同步电机驱动系统动态特性与自主预控方法研究

基本信息
批准号:51575396
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:牛刚
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:胡浩,梁海泉,赵亚君,钱芳,黄晓帆,江俊杰,李浩
关键词:
智能自主控制故障预示故障诊断动态特性
结项摘要

Permanent magnet synchronous motor (PMSM) will be the development direction of next generation drive systems; it is becoming increasing popular in research area of full electric drive vehicle. With the requirements in fields of modern rail transportation and electric-automotive etc., this project will research the fundamental theories of the PMSM drives system and its key technology from two sides: fault evolution mechanism and dynamic response analysis, in order to solve three key scientific problems: PMSM failure mechanism, fault self-diagnosis and prognosis, and autonomous control. First of all, establish the dynamic models of PMSM drive system within multi-physical fields coupling with internal and external excitations, to reveals the mapping mechanism between internal fault evolution and external dynamic response; secondly, extract early fault features, and research real time diagnostic and prognostic methods, to realize health perception and intelligent maintenance of PMSM drive system; finally, research prognostic-enabled fault tolerant control and reconstruction strategy, and realize intelligent autonomous control of the system. Validation and Verification will be developed to confirm theoretical methodology and engineering availability. The project is expected to be innovative, in respects of electromechanical system dynamics modeling, enhanced fault features extraction, real-time diagnosis and prognosis, and multi-motor autonomous coordinated control etc. The research will provide basic theory and key technology towards self-perception, self-diagnosis and self-healing of the PMSM drive system. The potential research results will have the important theory significance and application value for operation safety, reliability and stability of future electro-drive system.

永磁同步电机驱动系统将是下一代驱动系统的发展方向,正在成为全电载运工具的研究热点。本项目聚焦于永磁同步电机驱动系统的基础理论与关键技术,从故障演化机理、动态响应分析正反两个问题展开研究,拟解决失效机理分析、故障自诊断及预示、自主控制的关键科学问题。首先建立内外激励下的驱动系统多场耦合动力学模型,揭示内部故障演化同外部动态响应之间的映射机制;其次研究早期微弱故障特征提取、实时诊断与预示方法,实现系统的健康感知及智能维护;最后,研究基于故障预示的容错控制重构体系和方法,实现永磁同步电机驱动系统的智能自主控制。开展相关试验,完成理论方法验证与工程应用确认。本项目预期在机电系统动力学建模、增强型故障特征提取、实时诊断及预示、多电机协调与自主控制等方面有所创新,为永磁同步电机驱动系统的自感知、自诊断和自愈能力提供基础理论与关键技术。研究成果对保障该类驱动系统的运行安全性、可靠性和稳定性具有重要意义。

项目摘要

本项目针对永磁同步电机驱动系统的基础理论与关键技术,从故障演化机理、动态响应分析正反两个问题展开研究,解决了永磁同步电机驱动系统失效机理分析、退磁故障自诊断及预示、自主延寿控制的关键科学问题。首先建立了内外激励下的驱动系统多场耦合动力学模型,揭示了内部故障演化同外部动态响应之间的映射机制;其次,研究了早期微弱故障特征提取、实时诊断与预示方法,实现了永磁同步电机驱动系统的健康感知及智能维护;最后,研究了基于退磁故障预示的容错控制重构体系和方法,实现永磁同步电机驱动系统的智能自主延寿控制。开展了相关试验,完成理论方法验证与工程应用确认。本研究成果在机电系统动力学建模、增强型故障特征提取、实时诊断及预示、多电机协调与自主控制等方面有所创新,为永磁同步电机驱动系统的自感知、自诊断和自愈能力提供了基础理论与关键技术。研究成果对保障永磁电驱动系统的运行安全性、可靠性和稳定性具有重要的理论意义和应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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