【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及故障檢測，特別是指一種燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、燃料電池備用電源系統(tǒng)的主要部分燃料電池是一種將化學能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置，通過化學反應(yīng)產(chǎn)生電力而不是通過燃燒，它的工作原理是在電極之間催化氫氣和氧氣的反應(yīng)，產(chǎn)生電力、水和熱量。燃料電池在工作時，根據(jù)電氣負載的當前需求消耗氧氣和氫氣，并產(chǎn)生水和熱量，氫氣由氫氣供應(yīng)系統(tǒng)提供，該系統(tǒng)的主要組件包括一個加壓的氫氣儲罐和一個供應(yīng)伺服閥，用于控制氫氣的流量或壓力。空氣供應(yīng)系統(tǒng)主要由一個電動機驅(qū)動的壓縮機組成，提供空氣流。氫氣和空氣供應(yīng)系統(tǒng)的控制旨在維持進入電堆陽極和陰極的氫氣和空氣的所需分壓，此外，由于壓力增大，壓縮機提供的空氣溫度較高，冷卻系統(tǒng)用于降低進入電堆的空氣溫度，以防止燃料電池膜受損，最后，加濕器作用于陰極路徑，以防止由于脫水造成的膜損傷。
2、燃料電池備用電源系統(tǒng)的故障檢測其實就是對于動態(tài)的燃料電池工作過程進行監(jiān)測和故障檢測，進行燃料電池備用電源系統(tǒng)的故障診斷對于確保系統(tǒng)的高效和安全運行至關(guān)重要，通過及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題，故障診斷可以幫助延長設(shè)備的使用壽命，減少維護成本，防止突發(fā)故障導致的更大損失，并保證系統(tǒng)能在關(guān)鍵時刻提供可靠的能源支持，此外，系統(tǒng)性的故障診斷也有助于優(yōu)化燃料電池的性能，提高其能效和環(huán)境適應(yīng)性。
3、然而對于燃料電池的故障檢測，現(xiàn)有技術(shù)往往將具有非線性狀態(tài)的燃料電池備用電源系統(tǒng)作為一個可構(gòu)建的線性系統(tǒng)進行描述，進而在線性系統(tǒng)下計算出精確的參數(shù)值，以判斷是否存在故障，在這一過程中存在非外部因素和非線性
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的往往將具有非線性狀態(tài)的燃料電池備用電源系統(tǒng)作為一個可構(gòu)建的線性系統(tǒng)進行描述，進而在線性系統(tǒng)下計算出精確的參數(shù)值，以判斷是否存在故障，在這一過程中存在非外部因素和非線性關(guān)系的影響，導致計算出的參數(shù)值與正常的運行參數(shù)值偏差較大，計算結(jié)果的不準確導致了診斷結(jié)果的不準確，頻繁出現(xiàn)誤報警，難以在確保系統(tǒng)安全的情況下完整準確的故障診斷的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)。
2、本專利技術(shù)實施例提供的技術(shù)方案如下：
3、第一方面
4、本專利技術(shù)實施例提供的一種燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，包括：
5、s1：采集關(guān)于燃料電池備用電源系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，其中，運行數(shù)據(jù)包括電堆工作電流；
6、s2：基于運行數(shù)據(jù)，建立燃料電池備用電源系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型；
7、s3：基于狀態(tài)空間模型建立各個運行數(shù)據(jù)的模糊集，其中，模糊集定義了運行數(shù)據(jù)的模糊規(guī)則，每個模糊規(guī)則用于描述運行數(shù)據(jù)屬于正常狀態(tài)的隸屬程度；
8、s4：基于模糊集，將電堆工作電流作為系統(tǒng)輸入，將每一個運行數(shù)據(jù)作為一個狀態(tài)變量，建立每個狀態(tài)變量在不同模糊規(guī)則下的多個局部模型，其中，所有局部模型加權(quán)得到描述燃料電池備用電源系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)的ts模型；
9、s5：基于ts模型的參數(shù)不確定性，建立滿足模糊規(guī)則的各個狀態(tài)變量的區(qū)間觀測器；
10、s6：采集實時運行數(shù)據(jù)和實時系統(tǒng)輸入即實時電堆工作電流；
11、s7：將實時電堆工作電流作為區(qū)間觀測器的輸入，輸出各個運行數(shù)據(jù)的預(yù)測區(qū)間；
12、s8：在實時運行數(shù)據(jù)位于預(yù)測區(qū)間的情況下，輸出運行數(shù)據(jù)正常，否則，輸出運行數(shù)據(jù)異常，發(fā)出預(yù)警。
13、第二方面
14、本專利技術(shù)實施例提供的一種燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，包括：
15、處理器；
16、存儲器，所述存儲器上存儲有計算機可讀指令，所述計算機可讀指令被所述處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如第一方面所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法。
17、第三方面
18、本專利技術(shù)實施例提供的一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第一方面所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法。
19、本專利技術(shù)實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果至少包括：
20、在本專利技術(shù)中，用一組模糊集合的線性模型描述非線性燃料電池備用電源系統(tǒng)，對于非線性和外部擾動或稱外部噪聲以有界的形式引入到具有模糊屬性的ts模型中，將復雜的非線性系統(tǒng)以分離的線性系統(tǒng)的形式進行加權(quán)組合，加，拆分各種不確定性，提供比全局非線性模型更精確的描述，基于該模型建立的各個狀態(tài)變量的區(qū)間觀測器，在綜合考慮內(nèi)部和外部不確定性的情況下輸出系統(tǒng)能夠正常運行的預(yù)測區(qū)間，以區(qū)間形式隔離故障，而不是以單點預(yù)測值進行故障隔離，準確性高，誤判率低，能夠在系統(tǒng)安全運行狀態(tài)下有效降低故障報警率，增加故障診斷結(jié)果與實際故障的一致性，而且這種區(qū)間預(yù)測方式為系統(tǒng)提供了容錯空間，避免環(huán)境變化或者組件老化偏離標稱值而導致的頻繁報警情況。
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1.一種燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述運行數(shù)據(jù)還包括陰極氧氣質(zhì)量、陽極氫氣質(zhì)量、陰極氮氣質(zhì)量、供應(yīng)、供應(yīng)總管壓力、回流總管壓力、壓縮機速度、陽極水質(zhì)量和陰極水質(zhì)量；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述狀態(tài)空間模型具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述TS模型具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述區(qū)間觀測器具體為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述區(qū)間觀測器增益上界和所述區(qū)間觀測器增益下界具體為：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述預(yù)測區(qū)間具體為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，在所述S8之后，還包括：
9.一種燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任一項所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述運行數(shù)據(jù)還包括陰極氧氣質(zhì)量、陽極氫氣質(zhì)量、陰極氮氣質(zhì)量、供應(yīng)、供應(yīng)總管壓力、回流總管壓力、壓縮機速度、陽極水質(zhì)量和陰極水質(zhì)量；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述狀態(tài)空間模型具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述ts模型具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述燃料電池備用電源系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述區(qū)間觀測器具體為：...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董方正，吳曉斌，周科，秦子威，李武衡，陳卓，汪宏斌，徐樂建，陳科，孔明，
申請(專利權(quán))人：畔星科技浙江有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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