[发明专利]一种基于多级模型的复杂系统故障诊断方法和系统

权利要求书

1.一种基于多级模型的复杂系统故障诊断方法，应用于永磁同步电机系统的故障诊断，其特征在于，包括：

步骤1、建立永磁同步电机系统的整数阶数学模型，建立永磁同步电机系统的0.1级分数阶数学模型，建立永磁同步电机系统的0.01级分数阶数学模型；

步骤2、将整数阶数学模型设计成整数阶状态观测器，将0.1级分数阶数学模型设计成0.1级分数阶状态观测器，将0.01级分数阶数学模型设计成0.01级分数阶状态观测器；

步骤3、采集永磁同步电机的电压和转速；

步骤4、将永磁同步电机的电压作为观测器输入量，将转速作为第一对比量；

步骤5、将观测器输入量输入整数阶状态观测器得到第一转速观测量，将第一转速观测量和第一对比量进行做差处理，得到第一残差值；

步骤6、当第一残差值大于等于第一阈值，则认为永磁同步电机系统存在故障，否则进入步骤7；

步骤7、将观测器输入量输入0.1级分数阶状态观测器得到第二转速观测量，将第二转速观测量和第二对比量进行做差处理，得到第二残差值；

步骤8、当第二残差值大于等于第二阈值，则认为永磁同步电机系统存在故障，否则进入步骤9；

步骤9、将观测器输入量输入0.01级分数阶状态观测器得到第三转速观测量，将第三转速观测量和第一对比量进行做差处理，得到第三残差值；

步骤10、当第三残差值大于等于第三阈值，则认为永磁同步电机系统存在故障，否则认为永磁同步电机系统不存在故障；

所述永磁同步电机系统的0.1级分数阶数学模型为：

其中，a＝8.683e04s¹⁰+3.034e09s⁹+2.063e13s⁸+2.411e16s⁷+6.281e18s⁶；

b＝2.904e20s⁵+3.006e21s⁴+5.523e21s³+2.262e21s²+1.592e20s+2.181e18；

c＝2.675e06s¹⁰+2.401e10s⁹+1.817e13s⁸+7.168e15s⁷+1.088e18s⁶；

d＝4.483e19s⁵+4.435e20s⁴+8.078e20s³+3.297e20s²+2.319e19s+3.176e17；

所述永磁同步电机系统的0.01级分数阶数学模型为：

其中，e＝8.683e04s¹⁰+3.311e09s⁹+2.494e13s⁸+3.193e16s⁷+9.213e18s⁶；

f＝4.666e20s⁵+5.351e21s⁴+1.077e22s³+4.886e21s²+3.767e20s+5.737e18；

g＝4.281e06s¹⁰+4.337e10s⁹+3.347e13s⁸+1.188e16s⁷+1.693e18s⁶；

h＝7.293e19s⁵+7.905e20s⁴+1.575e21s³+7.12e20s²+5.486e19s+8.353e17。

2.根据权利要求1所述的一种基于多级模型的复杂系统故障诊断方法，其特征在于，所述永磁同步电机系统的整数阶数学模型为：