【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請屬于阻抗辨識，尤其涉及一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、海底中低壓直流供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是海底科學觀測網(wǎng)正常工作的保障。在海底中低壓直流供電系統(tǒng)中，岸基站模塊化多電平換流器（modular?multilevel?converter，mmc）與主接駁盒之間由阻值較大的光電復(fù)合電纜相連，遠距離傳輸電力時電纜的壓降較大，顯著影響了電能傳輸效率。因此，主接駁盒常選用能適應(yīng)寬范圍電壓輸入、電能變換效率較高的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)(input-series?output-parallel，isop)型llc變換器，并根據(jù)不同的輸入電壓調(diào)整各llc子模塊的工作狀態(tài)，確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
2、在實際工程中，海底llc變換器多為黑箱，內(nèi)部控制參數(shù)與電路結(jié)構(gòu)不可知。因此，根據(jù)變換器結(jié)構(gòu)和參數(shù)推導等值阻抗的建模方法不能直接用于海底系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。掃頻法可向運行的系統(tǒng)中持續(xù)注入擾動信號，通過測量擾動信號的電壓電流響應(yīng)計算阻抗值的方法。但是，在海底環(huán)境中進行數(shù)據(jù)采集較為困難，能采集到的數(shù)據(jù)樣本少。因此，掃頻法并不適用于多工作點下海底llc變換器的阻抗辨識。近年來，數(shù)據(jù)驅(qū)動的阻抗建模方法被廣泛用于穩(wěn)定性分析，通過向人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial?neural?network，ann）等神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建變換器工作點與等值阻抗值之間的非線性映射關(guān)系，以實現(xiàn)等值阻抗的在線辨識。如此數(shù)據(jù)樣本的體量會顯著影響辨識的效果。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專
2、第一方面，提供了一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識方法，方法包括：根據(jù)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的結(jié)構(gòu)推導輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的理論阻抗模型，并根據(jù)理論阻抗模型構(gòu)建bpnn網(wǎng)絡(luò)；獲取多工作點下的理論阻抗模型的理論參數(shù)數(shù)據(jù)，形成第一數(shù)據(jù)集，并根據(jù)第一數(shù)據(jù)集對bpnn網(wǎng)絡(luò)進行訓練，得到預(yù)訓練模型；通過掃頻法獲取輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器在多個工作點下的測量參考數(shù)據(jù)，形成第二數(shù)據(jù)集，并根據(jù)第二數(shù)據(jù)集對預(yù)訓練模型進行模型微調(diào)訓練，得到在線阻抗辨識模型；向在線阻抗辨識模型輸入待辨識工作點下的輸入?yún)?shù)，得到輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的等值阻抗幅值與相角。
3、在一個可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的結(jié)構(gòu)推導輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的理論阻抗模型，包括：根據(jù)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的結(jié)構(gòu)采用擴展描述函數(shù)法構(gòu)建單臺llc變換器的狀態(tài)空間方程；對狀態(tài)空間方程中的各變量加入小擾動信號，得到單臺llc變換器的開環(huán)小信號狀態(tài)空間模型；根據(jù)單臺llc變換器的開環(huán)小信號狀態(tài)空間模型構(gòu)建單臺llc變換器的小信號控制結(jié)構(gòu)；根據(jù)單臺llc變換器的小信號控制結(jié)構(gòu)，結(jié)合輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)的電路級聯(lián)方式，推導出輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的理論等值輸出阻抗，得到輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的理論阻抗模型。
4、在另一個可能的實現(xiàn)方式中，小信號控制結(jié)構(gòu)包括：輸出電壓外環(huán)、輸出電流內(nèi)環(huán)以及均壓控制環(huán)，均壓控制環(huán)用于輸出輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器中各子模塊的控制電流，輸出電壓外環(huán)用于輸出輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器中各子模塊的外環(huán)調(diào)節(jié)電流，控制電流與外環(huán)調(diào)節(jié)電流疊加得到各子模塊的參考電流，根據(jù)參考電流通過輸出電流內(nèi)環(huán)控制輸出各子模塊的輸出電流，各子模塊的輸出電流疊加并經(jīng)負載阻抗變換后得到輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的輸出電壓。
5、在另一個可能的實現(xiàn)方式中，小信號控制結(jié)構(gòu)表示為：，，其中，，，、分別為加入小擾動信號的諧振電感電流的正弦量、余弦量，、分別為加入小擾動信號的諧振電容電壓的正弦量、余弦量，、分別為加入小擾動信號的勵磁電感電流的正弦量、余弦量，為單臺llc變換器的加入小擾動信號的輸出電壓，為單臺llc變換器的加入小擾動信號的輸入電壓，為開關(guān)占空比，a，b，c分別為各向量的系數(shù)矩陣。
6、在另一個可能的實現(xiàn)方式中，理論阻抗模型為：
7、；
8、為輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的理論等值輸出阻抗，表示輸出端電容，s為拉普拉斯變換的復(fù)數(shù)域， n為子模塊個數(shù)，表示輸出電壓外環(huán)的增益，表示輸出電流內(nèi)環(huán)的增益，表示輸出電流內(nèi)環(huán)的輸出傳遞函數(shù)。
9、在另一個可能的實現(xiàn)方式中，獲取多工作點下的理論阻抗模型的理論參數(shù)數(shù)據(jù)，形成第一數(shù)據(jù)集，包括：獲取多工作點下的第一輸出功率和第一頻率；根據(jù)理論阻抗模型計算多工作點下的與第一輸出功率和第一頻率對應(yīng)的理論等值阻抗幅值與相角；組合多工作點下的第一輸出功率、第一頻率、以及理論等值阻抗幅值與相角，形成第一數(shù)據(jù)集。
10、在另一個可能的實現(xiàn)方式中，通過掃頻法獲取輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器在多個工作點下的測量參考數(shù)據(jù)，形成第二數(shù)據(jù)集，包括：在不同的第二輸出功率情況下，向輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器中的各子模塊輸出端口的并聯(lián)處注入擾動電流信號；在預(yù)設(shè)頻率范圍內(nèi)以等對數(shù)間隔改變擾動電流信號的頻率，用掃頻法獲取與不同的第二頻率對應(yīng)的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的測量等值阻抗幅值和相角；組合不同的第二輸出功率和第二頻率、以及對應(yīng)的測量等值阻抗幅值和相角，形成小樣本的真實測量的第二數(shù)據(jù)集。
11、第二方面，提供了一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識裝置，包括：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建單元，用于根據(jù)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的結(jié)構(gòu)推導輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的理論阻抗模型，并根據(jù)理論阻抗模型構(gòu)建bpnn網(wǎng)絡(luò)；第一模型訓練單元，用于獲取多工作點下的理論阻抗模型的理論參數(shù)數(shù)據(jù)，形成第一數(shù)據(jù)集，并根據(jù)第一數(shù)據(jù)集對bpnn網(wǎng)絡(luò)進行訓練，得到預(yù)訓練模型；第二模型訓練單元，用于通過掃頻法獲取輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器在多個工作點下的測量參考數(shù)據(jù)，形成第二數(shù)據(jù)集，并根據(jù)第二數(shù)據(jù)集對預(yù)訓練模型進行模型微調(diào)訓練，得到在線阻抗辨識模型；阻抗辨識單元，用于向在線阻抗辨識模型輸入待辨識工作點下的輸入?yún)?shù)，得到輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的等值阻抗幅值與相角。
12、第三方面，提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執(zhí)行程序時實現(xiàn)如第一方面提供的一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識方法。
13、第四方面，提供了一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第一方面提供的一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識方法。
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1.一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型LLC變換器的結(jié)構(gòu)推導所述輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型LLC變換器的理論阻抗模型，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述小信號控制結(jié)構(gòu)包括：輸出電壓外環(huán)、輸出電流內(nèi)環(huán)以及均壓控制環(huán)，所述均壓控制環(huán)用于輸出所述輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型LLC變換器中各子模塊的控制電流，所述輸出電壓外環(huán)用于輸出所述輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型LLC變換器中各子模塊的外環(huán)調(diào)節(jié)電流，所述控制電流與所述外環(huán)調(diào)節(jié)電流疊加得到各子模塊的參考電流，根據(jù)所述參考電流通過所述輸出電流內(nèi)環(huán)控制輸出各子模塊的輸出電流，各子模塊的輸出電流疊加并經(jīng)負載阻抗變換后得到所述輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型LLC變換器的輸出電壓。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述小信號控制結(jié)構(gòu)表示為：
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述理論阻抗模型為：
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取多工作點下的所述理論阻抗模型的理論參數(shù)數(shù)據(jù)，
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過掃頻法獲取所述輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型LLC變換器在多個工作點下的測量參考數(shù)據(jù)，形成第二數(shù)據(jù)集，包括：
8.一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識裝置，其特征在于，所述裝置包括：
9.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項所述的一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識方法。
10.一種非暫態(tài)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，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項所述的一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于模型微調(diào)技術(shù)的諧振變換器的阻抗在線辨識方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的結(jié)構(gòu)推導所述輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的理論阻抗模型，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述小信號控制結(jié)構(gòu)包括：輸出電壓外環(huán)、輸出電流內(nèi)環(huán)以及均壓控制環(huán)，所述均壓控制環(huán)用于輸出所述輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器中各子模塊的控制電流，所述輸出電壓外環(huán)用于輸出所述輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器中各子模塊的外環(huán)調(diào)節(jié)電流，所述控制電流與所述外環(huán)調(diào)節(jié)電流疊加得到各子模塊的參考電流，根據(jù)所述參考電流通過所述輸出電流內(nèi)環(huán)控制輸出各子模塊的輸出電流，各子模塊的輸出電流疊加并經(jīng)負載阻抗變換后得到所述輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型llc變換器的輸出電壓。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述小信號控制結(jié)構(gòu)表示為：
5.如權(quán)利要求1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：帥智康，雷懿，李楊，王偉，侯杰，曾強，黃沁蕓，帥偉豪，彭也倫，徐千鳴，何志興，
申請(專利權(quán))人：湖南大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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