[发明专利]一种基于动态故障树和马尔科夫模型的永磁电机评估方法

说明书

本发明提出的一种基于动态故障树和马尔科夫模型的永磁电机评估方法，根据永磁电机系统中各个零件之间的关系建立永磁电机系统的功能模型图，然后根据功能模型图对永磁电机系统工作状态之间的动态变化进行分析得到动态故障树，并将动态故障树转化成马尔科夫模型，最后根据马尔科夫模型计算出系统的可靠度函数。本发明提出的一种基于动态故障树和马尔科夫模型的永磁电机评估方法，考虑了永磁电机系统的状态随时间发生变化的特性，且考虑到了多故障情况下零件的故障率发生变化的特性，从而保证了最终获得的评估结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种基于动态故障树和马尔科夫模型的永磁电机评估方法。

背景技术

随着永磁材料和电力电子技术的快速发展和普及，永磁电机系统在越来越广的领域得到应用，尤其是电动汽车的快速发展。可靠性是电机系统的一个重要参数，它关乎到使用者的生命财产安全，是生产厂商和使用者关注的一个重要参数。传统的电机系统可靠性分析基于静态的故障树分析方法，没有考虑电机系统的状态随时间发生了变化，且没有考虑在多故障情况下零件的故障率发生变化。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于动态故障树和马尔科夫模型的永磁电机评估方法。

本发明提出的一种基于动态故障树和马尔科夫模型的永磁电机评估方法，根据永磁电机系统中各个零件之间的关系建立永磁电机系统的功能模型图，然后根据功能模型图对永磁电机系统工作状态之间的动态变化进行分析得到动态故障树，并将动态故障树转化成马尔科夫模型，最后根据马尔科夫模型计算出系统的可靠度函数。

优选的，具体包括以下步骤：

S1、根据永磁电机系统中各个零件之间的功能关系，建立正常工作状态下永磁电机系统的功能模型图；

S2、根据功能模型图判断永磁电机系统内各个零件之间的逻辑关系，从零件中提取分析对象，并基于分析对象建立永磁电机系统的动态故障树；

S3、将动态故障树转化为马尔科夫模型，得到马尔科夫模型的状态转移图形；

S4、根据马尔科夫模型的状态转移图形建立马尔科夫状态转移矩阵和计算公式，再计算永磁电机系统的可靠度函数。

优选的，步骤S4中永磁电机系统状态转移矩阵为：

状态转移矩阵A中的每一个元素的含义是两个状态之间的转移概率，状态本身的转移概率等于本身转移出去的所有转移概率之和的相反数。

优选的，步骤S4中计算永磁电机系统可靠度函数，具体包括以下步骤：

S41、获得状态转移矩阵A；

S42、使用马尔科夫模型每个状态发生概率的向量计算方程，再结合初始状态矩阵得到各个状态发生的概率函数，通过概率函数求和获得永磁电机系统的可靠度函数。

优选的，分析对象包括：绕组、永磁体、轴承、电流传感器、位置传感器、功率器件短路、功率器件和直流母线电容。

本发明提出的一种基于动态故障树和马尔科夫模型的永磁电机评估方法，基于系统中各个零件之间的关系来确定永磁电机系统的功能模型图，根据功能模型图对故障的动态变化进行分析得到动态故障树，实现了对动态故障的提取和分析。然后结合马尔科夫模型，最后计算出系统的可靠度函数，并基于系统的可靠度函数，以时间为变量，实现对永磁电机系统根据工作时间进行可靠度评估。将系统可靠性评估实现为具体的变量函数。

本发明提出的一种基于动态故障树和马尔科夫模型的永磁电机评估方法，考虑了永磁电机系统的状态随时间发生变化的特性，且考虑到了多故障情况下零件的故障率发生变化的特性，从而保证了最终获得的评估结果的可靠性。

附图说明