基于時序分析的制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及數(shù)字信號處理技術(shù)領(lǐng)域，提出了基于時序分析的

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于時序分析的UPS運行狀態(tài)預(yù)測維護系統(tǒng)


[0001]本專利技術(shù)涉及數(shù)字信號處理
，具體涉及基于時序分析的
UPS
運行狀態(tài)預(yù)測維護系統(tǒng)
。

技術(shù)介紹

[0002]UPS
電源是不間斷電源的縮寫，通常被用于數(shù)據(jù)中心
、
通信設(shè)備和醫(yī)療設(shè)施的供電，為重要電子設(shè)備供電提供穩(wěn)定的不間斷電源
。UPS
電源主要由整流器
、
電池
、
逆變器和邏輯控制單元組成，整流器將市電的交流電整流為直流電，一方面為電池充電，一方面直接傳輸給逆變器轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定交流電，供電子設(shè)備使用
。UPS
電源在市電供電異常或直接中斷時直接由電池供電，為設(shè)備提供不間斷電源
。
整流器是
UPS
電源正常工作的關(guān)鍵因素，整流器的主要作用是過濾掉市電的駁雜的交流信號，將駁雜的交流信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的直流信號，供電池和逆變器使用
。
但是，市電中往往存在諧波干擾
、
尖峰干擾和電壓突變導(dǎo)致波形失真，因此，整流器承擔著較大的壓力，當市電交流信號異常突變導(dǎo)致整流器過載，將會對整流器造成不可逆?zhèn)?br/>。
[0003]當市電過載造成整流器受損時，并不會引起
UPS
電源自身故障預(yù)警，
UPS
電源還能相對工作一段時間
。
但是受損的整流器會在這段時間內(nèi)輸出不穩(wěn)定的直流信號，不穩(wěn)定的直流信號會影響電池充電和逆變器轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致
UPS
電源內(nèi)部受損加重，影響設(shè)備的整體使用壽命，同時，當市電中斷時，這種情況下的
UPS
電源無法為重要電子設(shè)備提供穩(wěn)定持續(xù)的電信號，容易造成嚴重的經(jīng)濟財產(chǎn)損失
。
當市電過載造成整流器受損時，
UPS
電源內(nèi)部整流器輸出電壓變化較小，往往導(dǎo)致現(xiàn)有的
UPS
電源運行狀態(tài)穩(wěn)定性預(yù)測不準確
。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)提供基于時序分析的
UPS
運行狀態(tài)預(yù)測維護系統(tǒng)，以解決
UPS
電源運行狀態(tài)穩(wěn)定性預(yù)測不準確的問題，所采用的技術(shù)方案具體如下：本專利技術(shù)一個實施例提供了基于時序分析的
UPS
運行狀態(tài)預(yù)測維護系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括以下模塊：數(shù)據(jù)采集模塊，采集
UPS
電源的電壓信號和溫度信號并進行預(yù)處理，獲取電壓信號時間窗口序列
、
電池溫度信號時間窗口序列和
UPS
電源電池的輸出電壓信號；電壓信號分析模塊，根據(jù)電壓信號時間窗口序列獲取時間簇，根據(jù)時間簇內(nèi)包含的電壓信號獲取整流電壓簇內(nèi)偏移震蕩系數(shù)，對時間簇進行分解獲取趨勢信號，根據(jù)趨勢信號和整流電壓簇內(nèi)偏移震蕩系數(shù)獲取電壓簇內(nèi)趨勢變化度量系數(shù)，獲取同一時間窗口內(nèi)兩個時間簇的電壓序列相關(guān)性，根據(jù)電壓簇內(nèi)趨勢變化度量系數(shù)獲取整流器電壓遞變差異性，根據(jù)電壓序列相關(guān)性
、
整流器電壓遞變差異性和電壓簇內(nèi)趨勢變化度量系數(shù)獲取整流電壓跨簇遞變系數(shù)；電池溫度信號分析模塊，根據(jù)電壓信號時間窗口序列內(nèi)時間簇的劃分獲取溫度信號時間簇，根據(jù)溫度信號時間簇內(nèi)包含的電池溫度信號，獲取溫度驗證整流變異系數(shù)；
UPS
運行狀態(tài)預(yù)測維護模塊，根據(jù)時間簇內(nèi)包含的電壓信號
、
電壓信號的獲取時刻對應(yīng)的
UPS
電源電池的輸出電壓信號
、
整流電壓跨簇遞變系數(shù)和溫度驗證整流變異系數(shù)獲取逆變補償輸入電壓，根據(jù)逆變補償輸入電壓獲取預(yù)測逆變器輸入直流電壓，根據(jù)預(yù)測逆變器輸入直流電壓
、
預(yù)測逆變器輸入直流電壓對應(yīng)的時間簇內(nèi)包含的電壓信號和電壓信號的獲取時刻對應(yīng)的
UPS
電源電池的輸出電壓信號獲取整流器工作狀態(tài)驗證系數(shù)，根據(jù)整流器工作狀態(tài)驗證系數(shù)實現(xiàn)
UPS
運行狀態(tài)的預(yù)測維護
。
[0005]進一步，所述采集
UPS
電源的電壓信號和溫度信號并進行預(yù)處理，獲取電壓信號時間窗口序列
、
電池溫度信號時間窗口序列和
UPS
電源電池的輸出電壓信號的方法為：采用電壓傳感器獲取整流器輸出的電壓信號，在每個電壓信號的獲取時刻，獲取
UPS
電源電池的輸出電壓信號，通過溫度傳感器獲得電池的溫度信號，其中，電壓信號和溫度信號的獲取時間相同
、
獲取時間間隔相同；將電壓信號截取為電壓信號時間窗口序列，將電池溫度信號截取為電池溫度信號時間窗口序列，其中，電壓信號和溫度信號的截取時間窗口相同
。
[0006]進一步，所述根據(jù)電壓信號時間窗口序列獲取時間簇的方法為：采用時間序列聚類算法對電壓信號時間窗口序列進行自適應(yīng)劃分，將電壓信號時間窗口序列劃分為時間簇
。
[0007]進一步，所述對時間簇進行分解獲取趨勢信號的方法為：對時間簇采用時序序列分解算法進行處理，將時間簇內(nèi)的電壓信號分解為周期信號
、
趨勢信號和隨機信號
。
[0008]進一步，所述獲取同一時間窗口內(nèi)兩個時間簇的電壓序列相關(guān)性的方法為：選取同一時間窗口內(nèi)兩個不同的時間簇，在兩個時間簇中最短的時間簇后進行補零操作，使兩個時間簇的長度相同；獲取兩個時間簇的相關(guān)系數(shù)，將兩個時間簇的相關(guān)系數(shù)記為兩個時間簇的電壓序列相關(guān)性
。
[0009]進一步，所述根據(jù)電壓信號時間窗口序列內(nèi)時間簇的劃分獲取溫度信號時間簇的方法為：獲取時間簇內(nèi)包含的電壓信號，將與同一時間簇內(nèi)包含的所有電壓信號獲取時間相同的電池溫度信號劃分為一組；將同一組內(nèi)包含的所有電池溫度信號按照電池溫度信號的獲取時間進行排列，獲取溫度信號時間簇；將溫度信號時間簇記為其獲取過程中使用的時間簇的對應(yīng)溫度信號時間簇
。
[0010]進一步，所述根據(jù)時間簇內(nèi)包含的電壓信號
、
電壓信號的獲取時刻對應(yīng)的
UPS
電源電池的輸出電壓信號
、
整流電壓跨簇遞變系數(shù)和溫度驗證整流變異系數(shù)獲取逆變補償輸入電壓的方法為：將時間簇內(nèi)包含的所有電壓信號的獲取時刻對應(yīng)的
UPS
電源電池的輸出電壓信號的均值記為時間簇的第一均值；將時間簇內(nèi)包含的所有電壓信號的均值記為時間簇的第二均值；將時間簇的整流電壓跨簇遞變系數(shù)
、
時間簇的對應(yīng)溫度信號時間簇的溫度驗證整流變異系數(shù)和時間簇的第一均值的乘積記為時間簇的第一乘積；
將時間簇的第二均值與第一乘積的和記為時間簇對應(yīng)的逆變補償輸入電壓
。
[0011]進一步，所述根據(jù)逆變補償輸入電壓獲取預(yù)測逆變器輸入直流電壓的方法為：將逆變補償輸入電壓輸入逆變器，獲取交流輸出；將交流輸出輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲取預(yù)測逆變器輸入直流電壓，其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的標簽為設(shè)備要求的供電電壓，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以使用但不限于
LSTM
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
。...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.
基于時序分析的
UPS
運行狀態(tài)預(yù)測維護系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括以下模塊：數(shù)據(jù)采集模塊，采集
UPS
電源的電壓信號和溫度信號并進行預(yù)處理，獲取電壓信號時間窗口序列
、
電池溫度信號時間窗口序列和
UPS
電源電池的輸出電壓信號；電壓信號分析模塊，根據(jù)電壓信號時間窗口序列獲取時間簇，根據(jù)時間簇內(nèi)包含的電壓信號獲取整流電壓簇內(nèi)偏移震蕩系數(shù)，對時間簇進行分解獲取趨勢信號，根據(jù)趨勢信號和整流電壓簇內(nèi)偏移震蕩系數(shù)獲取電壓簇內(nèi)趨勢變化度量系數(shù)，獲取同一時間窗口內(nèi)兩個時間簇的電壓序列相關(guān)性，根據(jù)電壓簇內(nèi)趨勢變化度量系數(shù)獲取整流器電壓遞變差異性，根據(jù)電壓序列相關(guān)性
、
整流器電壓遞變差異性和電壓簇內(nèi)趨勢變化度量系數(shù)獲取整流電壓跨簇遞變系數(shù)；電池溫度信號分析模塊，根據(jù)電壓信號時間窗口序列內(nèi)時間簇的劃分獲取溫度信號時間簇，根據(jù)溫度信號時間簇內(nèi)包含的電池溫度信號，獲取溫度驗證整流變異系數(shù)；
UPS
運行狀態(tài)預(yù)測維護模塊，根據(jù)時間簇內(nèi)包含的電壓信號
、
電壓信號的獲取時刻對應(yīng)的
UPS
電源電池的輸出電壓信號
、
整流電壓跨簇遞變系數(shù)和溫度驗證整流變異系數(shù)獲取逆變補償輸入電壓，根據(jù)逆變補償輸入電壓獲取預(yù)測逆變器輸入直流電壓，根據(jù)預(yù)測逆變器輸入直流電壓
、
預(yù)測逆變器輸入直流電壓對應(yīng)的時間簇內(nèi)包含的電壓信號和電壓信號的獲取時刻對應(yīng)的
UPS
電源電池的輸出電壓信號獲取整流器工作狀態(tài)驗證系數(shù)，根據(jù)整流器工作狀態(tài)驗證系數(shù)實現(xiàn)
UPS
運行狀態(tài)的預(yù)測維護
。2.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時序分析的
UPS
運行狀態(tài)預(yù)測維護系統(tǒng)，其特征在于，所述采集
UPS
電源的電壓信號和溫度信號并進行預(yù)處理，獲取電壓信號時間窗口序列
、
電池溫度信號時間窗口序列和
UPS
電源電池的輸出電壓信號的方法為：采用電壓傳感器獲取整流器輸出的電壓信號，在每個電壓信號的獲取時刻，獲取
UPS
電源電池的輸出電壓信號，通過溫度傳感器獲得電池的溫度信號，其中，電壓信號和溫度信號的獲取時間相同
、
獲取時間間隔相同；將電壓信號截取為電壓信號時間窗口序列，將電池溫度信號截取為電池溫度信號時間窗口序列，其中，電壓信號和溫度信號的截取時間窗口相同
。3.
根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于時序分析的
UPS
運行狀態(tài)預(yù)測維護系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)電壓信號時間窗口序列獲取時間簇的方法為：采用時間序列聚類算法對電壓信號時間窗口序列進行自適應(yīng)劃分，將電壓信號時間窗口序列劃分為時間簇
。4.
根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于時序分析的
UPS
運行狀態(tài)預(yù)測維護系統(tǒng)，其特征在于，所述對時間簇進行分解獲取趨勢信號的方法為：對時間簇采用時序序列分解算法進行處理，將時間簇內(nèi)的電壓信號分解為周期信號
、
趨勢信號和隨機信號
。5.
根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于時序分析的
UPS

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉新強，
申請(專利權(quán))人：深圳市強晟電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：