基于自适应滑模观测器的高铁牵引系统单相三电平整流器开路故障诊断

• Published in: 控制理论与应用 Vol. 40; no. 11; pp. 1920 - 1930
• Main Authors: 许水清, 王健, 胡友强, 张可, 江萍, 柴毅
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230009%重庆大学自动化学院,重庆 400044 01.11.2023
• Subjects: 高速列车牵引系统; 滑模观测器; 自适应阈值; high-speed train traction system; 开路故障; single-phase three-level rectifier; open-circuit fault; sliding mode observ-er; 单相三电平整流器; adaptive threshold
• ISSN: 1000-8152
• DOI: 10.7641/CTA.2022.20367

为了提升高速列车牵引系统的稳定性和可靠性,本文针对其单相三电平整流器,提出了一种基于自适应滑模观测器的开关管开路故障诊断方法.本文首先建立了单相三电平整流器开路故障下的状态空间模型,然后设计了收敛速度快且显著抑制高频抖振的自适应滑模观测器准确估计网侧电流,其次利用整流器网侧电流与观测器输出电流提出了基于电流绝对值均方根的开关管开路故障检测方法,在此基础上采用电流残差构造初次故障定位量进行开关管初步定位,最后利用开路故障开关函数建立故障状态下的自适应滑模观测器实现故障开关管精确定位.本文提出的方法能够实现单相三电平整流器所有开关管故障检测与定位,诊断速度快,鲁棒性强,且不需要额外注入脉冲控制信号.实验结果验证了本文所提诊断方法的准确性和鲁棒性.