[发明专利]利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统

权利要求书

1.一种利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统，其特征在于，包括：电机系统参数检测传感模块（1）、电机系统信息处理分析模块（2）、电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块（3）、电气传动运动系统异常特征库模块（4）、运动系统异常显示与报警单元（5）五个模块；所述电机系统参数检测传感模块（1）与电机系统信息处理分析模块（2）和电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块（3）连接；所述电机系统信息处理分析模块（2）和电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块（3）与电气传动运动系统异常特征库模块（4）连接；所述电气传动运动系统异常特征库模块（4）与运动系统异常显示与报警单元（5）连接；所述电机系统参数检测传感模块（1）采集电气参数并提供给电机系统信息处理分析模块（2）和电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块（3）；电机系统信息处理分析模块（2）和电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块（3）的计算结果一同与电气传动运动系统异常特征库模块（4）中的特征模型进行对比，将故障识别结果输出给运动系统异常显示与报警单元（5）。

2.根据权利要求1所述的利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统，其特征在于，所述电机系统参数检测传感模块（1）通过传感器和信息处理技术获取电机系统驱动器的直流电压、直流电流、逆变器散热器温度、电机三相电压、电机三相电流、电机输出转速转矩的电气参数；包括变频器直流电压传感器及其调理电路单元（11）、变频器直流电流传感器及其调理电路单元（12）、电机三相电压传感器及其调理电路单元（13）、电机三相交流电流传感器及其调理电路单元（14）、变频器模块温度传感器及调理电路单元（15）、电机温度传感器及其调理电路单元（16）、PWM信号传感与调理电路单元（17），所有单元采集的信号或者数据将传输到电机系统信息处理分析模块（2）和电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块（3）进行分析和处理。

3.根据权利要求1所述的利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统，其特征在于，所述电机系统信息处理分析模块（2）在电机系统稳态数学模型和动态数学模型的基础上，分析供电系统、电机本体以及负载系统变化与电机关键电气参数变化之间的关系；根据电机系统参数检测传感模块（1）获取的电气参数，确定电机系统特性稳态特征矢量和动态特征变化；包括电机系统电磁功率与电磁转矩计算单元（21）、负载转矩变化率计算单元（22）、大数据分析单元（23），所述电机系统电磁功率与电磁转矩计算单元（21）和负载转矩变化率计算单元（22）用于根据电流、电压、温度和PWM信号这些电气参数计算得到表征电机运行状态和健康状态的特征参数动态变化信息；所述大数据分析单元（23），基于电机参数变化机理-特征量变化关系和当前系统特征参数动态变化信息，以数据驱动模型的方式，判断系统当前的运转状态和健康状态，并将异常部分的特征参数或模型输出给电气传动运动系统异常特征库模块（4）；同时预测系统未来的工作状态，使系统能够被及时维护，保持正常工作。

4.根据权利要求1所述的利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统，其特征在于，所述气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块（3）在机器人运动学模型的基础上，用于计算智能装备执行部件或机构以及工件的位置；包括运动系统位置计算单元（31）、运动系统速度计算单元（32）、运动系统转矩计算单元（33）、综合计算分析单元（34）；所述运动系统位置计算单元（31）、运动系统速度计算单元（32）和运动系统转矩计算单元（33）依据电机系统参数确定传动系统执行部件的空间位置；所述综合计算分析单元（34），基于系统当前执行部件的空间位置和基于传动部件故障的电机参数变化机理-特征量变化建立的大数据模型，判断传动运动系统是否异常或故障，并将异常或故障的电气参数输出给电气传动运动系统异常特征库模块（4）。