CN109375105B - 一种新能源汽车电机运行检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电机检测技术领域,公开了一种新能源汽车电机运行检测系统及检测方法,新能源汽车电机运行检测系统包括:太阳能供电模块、电量检测模块、电机参数检测模块、主控模块、故障检测模块、能量补偿模块、警示模块、数据存储模块、显示模块。本发明通过故障检测模块当检测到电机堵转故障时,及时停止电机控制器的扭矩输出,从而可以安全可靠的保护电机控制器的IGBT驱动模块和电机;通过能量补偿模块将用户行程信息与车载电源的供电要求建立关联,使车辆在进行工作的全过程中,在太阳能电池电量不足时及时通过备用电源进行补给,有效避免在用户事先无法判断的情况下,车辆供电突然不足的问题。
Description
技术领域
本发明属于电机检测技术领域,尤其涉及一种新能源汽车电机运行检测系统及检测方法。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。新能源汽车采用的主要是非燃油动力装置,不需要燃烧汽油、柴油等,而是采用清洁能源,比如:电力、太阳能、氢气等。这样,就减少了二氧化碳等气体的排放,从而达到保护环境的目的。然而,现有汽车电机因机械卡死或外部阻力太大将会导致电机发生堵转,若在该工况司机依然持续深踩油门,电机将会在堵转或极低转速下输出大扭矩而导致电机控制器的IGBT驱动模块和电机温升过快,最终将导致损坏或造成其烧毁;同时,依靠用户的经验对车辆使用时长进行估计,可能会在外出途中出现没油或断电的情况,在工作期间需要进行加油或充电,对于时间要求紧急的工作产生不利影响。
综上所述,现有技术存在的问题是:
现有汽车电机因机械卡死或外部阻力太大将会导致电机发生堵转,若在该工况司机依然持续深踩油门,电机将会在堵转或极低转速下输出大扭矩而导致电机控制器的IGBT驱动模块和电机温升过快,最终将导致损坏或造成其烧毁;同时,依靠用户的经验对车辆使用时长进行估计,可能会在外出途中出现没油或断电的情况,在工作期间需要进行加油或充电,对于时间要求紧急的工作产生不利影响。
现有技术中,检测汽车电机的转速、功率等数据不能很好的与实际感知环境相结合。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种新能源汽车电机运行检测系统及检测方法。
本发明是这样实现的,一种新能源汽车电机运行检测方法,所述新能源汽车电机运行检测方法包括:
通过传感器检测汽车电机的转速、功率数据;具体包括:
步骤一,参与合作感知的节点开始进行周期为τs的频谱检测过程,获得电机运行参数频谱资源的特征;
步骤二,正常感知节点和恶意感知节点通过正交的公共控制信道向数据融合中心进行感知信息的汇报;
步骤三,数据融合中心对收集到的感知信息进行数据融合,并依据恶意节点的恶意攻击模式计算全局的虚警概率;
步骤四,构建优化模型,确定有关发射功率和感知时间的约束条件,求解所建立的最优化问题,得到使得次级网络的吞吐量最大的合作感知的感知周期;
步骤五,重复循环步骤一至步骤四,直至完成仿真实验多次,对每次得到的最优解取平均,以平均值作为频谱感知模型的感知参数。
进一步,步骤一中参与合作感知的节点确定每条链路上多个服务质量度量参数的变化区间和分布函数,按如下过程进行;
第一步,根据电机运行参数信号的特征和信道衰减系数,计算各本地感知节点CRi接受到的信号yi(n);
第二步,根据能量检测原理,得到感知节点CRi处的信号能量的统计量Vi,当采样量足够大时,Vi近似服从高斯分布。
步骤二中正常感知节点和恶意感知节点通过正交的公共控制信道向数据融合中心进行感知信息的汇报,正常感知节点将如实地汇报自己的感知信息,恶意节点则采用虚警攻击模式进行汇报:当信号能量统计量Vi大于攻击阈值η,则如实地报告自己的感知结果;否则将以概率pa发动攻击,向数据融合中心发送一个较高的能量值以达到恶意攻击的目的。
进一步,所述新能源汽车电机运行检测方法包括:
通过太阳能电池板将太阳能转化为电能为汽车电机进行供电;
通过电量传感器检测汽车剩余电量;
通过传感器检测汽车电机的转速、功率数据;
通过检测电路实时检测汽车电机的故障信号;
根据检测的电量数据启动备用电池进行供电操作;
通过报警器根据检测的故障信号及时进行警告通知;
通过存储器存储采集的电量、电机参数数据信息;
通过显示器显示检测系统界面及采集的电量、电机参数数据信息;
通过单片机控制各个模块正常工作。
进一步,故障检测模块通过检测电路实时检测汽车电机的故障信号的方法包括:
步骤1、设定电机的转速预设值、第一电流预设值、第二电流预设值、电机控制器的第一开关频率预设值和第二开关频率预设值,其中电机在转速预设值以下电机控制器IGBT模块和电机持续输出大扭矩时温升严重,第一电流预设值为电机控制器IGBT模块所能承受的最大电流值,当电机电流有效值小于第二电流预设值时电机和电机控制器IGBT模块的温升很小,第一开关频率预设值满足电机低速运行要求且能减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗,第二开频率预设值满足电机转速大于转速预设值时发挥优良性能;
步骤2、采集当前时刻电机转速,并判断当前时刻电机转速是否大于转速预设值,如果是,执行步骤3,如果否,则执行步骤4;
步骤3、设置电机控制器的开关频率为第一开关频率预设值,第一开关频率预设值工况下减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗;
步骤4、设置电机控制器的开关频率为第二开关频率预设值,第二开关频率预设值工况下电机性能最优;
步骤5、采集电机三相电流,并计算当前时刻电机电流的有效值;
步骤6、判断当前时刻电机电流有效值是否大于第一电流预设值,如果是,执行步骤11,如果否,则执行步骤7;
步骤7、判断当前时刻电机电流有效值是否小于第二电流预设值,如果是,执行步骤8,如果否,则执行步骤12;
步骤8、将上个周期的电机电流有效值的累加值减去当前电机电流有效值,得到当前电机电流有效值的累加值;
步骤9、判断当前电机电流有效值的累加值是否小于0,如果是,执行步骤10,如果否,则执行步骤12;
步骤10、设定当前电机电流有效值的累加值等于0;
步骤11、将上个周期的电机电流有效值的累加值加上当前电机电流有效值,得到当前电机电流有效值的累加值;
步骤12、判断电机电流有效值的累加值是否大于N倍的第一电流预设值,如果是,执行步骤13,如果否,则执行步骤2,其中N与电机电流有效值大于第一电流预设值时,电机控制器IGBT模块和电机可持续的时间长短相关;
步骤13、以5N.m/ms的速度降低电机控制器的扭矩输出最大值;
步骤14、判断电机控制器的扭矩输出最大值是否小于0,如果是,执行步骤15,如果否则,执行步骤13;
步骤15、停止电机驱动,并上报电机堵转故障。
进一步,能量补偿模块补偿方法包括:
(1)接收用户行程信息;
(2)获取车载太阳能电池的剩余电量信息;
(3)根据所述剩余电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量是否满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求;
(4)当所述车载太阳能电池的剩余电量不满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求时,开启备用电源供电;
所述根据所述剩余电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量是否满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求,包括:
根据所述剩余电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量是否超出与所述用户行程信息对应的预设供电电量的预设供电安全百分比;
当所述车载太阳能电池的剩余电量没有超出与所述用户行程内容信息对应的预设供电电量的预设供电安全百分比时,判断所述车载太阳能电池的剩余电量不满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求;
所述补偿方法还包括:
获取所述备用电源的备用电量信息;
根据所述剩余电量信息和所述备用电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量与所述备用电源的备用电量之和是否满足与所述用户行程内容信息对应的预设供电要求;
当所述车载太阳能电池的剩余电量与所述备用电源的备用电量之和不满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求时,开启电量不足警报提示。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述新能源汽车电机运行检测方法的计算机程序。
本发明的另一目的在于提供一种终端,所述终端至少搭载实现所述新能源汽车电机运行检测方法的控制器。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行所述的新能源汽车电机运行检测方法。
本发明的另一目的在于提供一种新能源汽车电机运行检测系统,所述新能源汽车电机运行检测系统包括:
太阳能供电模块,与主控模块连接,用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能为汽车电机进行供电;
电量检测模块,与主控模块连接,用于通过电量传感器检测汽车剩余电量;
电机参数检测模块,与主控模块连接,用于通过传感器检测汽车电机的转速、功率等数据;
主控模块,与太阳能供电模块、电量检测模块、电机参数检测模块、故障检测模块、能量补偿模块、警示模块、数据存储模块、显示模块连接,用于通过单片机控制各个模块正常工作;
故障检测模块,与主控模块连接,用于通过检测电路实时检测汽车电机的故障信号;
能量补偿模块,与主控模块连接,用于根据检测的电量数据启动备用电池进行供电操作;
警示模块,与主控模块连接,用于通过报警器根据检测的故障信号及时进行警告通知;
数据存储模块,与主控模块连接,用于通过存储器存储采集的电量、电机参数数据信息;
显示模块,与主控模块连接,用于通过显示器显示检测系统界面及采集的电量、电机参数数据信息。
本发明的另一目的在于提供一种新能源汽车,所述新能源汽车安装有所述的新能源汽车电机运行检测系统。
本发明的优点及积极效果为:
本发明通过故障检测模块首先采集电机转速,并判断电机转速是否大于转速预设值,如果是则将电机控制器开关频率为第一开关频率预设值,如果否,则将电机控制器开关频率设置为第二开关频率预设值;之后采集电机三相电流,并计算电机电流有效值;再判断电机电流有效值是否大于第一电流预设值,如果大于,电机电流有效值累加值等于上个周期电机电流有效值累加值加上电机电流有效值,如果电机电流有效值小于第一电流预设值,且大于第二电流预设值时,电机电流有效值累加值不做任何处理;当且仅当电机电流有效值小于第二电流预设值和电机转速小于电机转速预设值时,电机电流有效值累加值等于上个周期电机电流有效值累加值减去电机电流有效值;最后再判断电机电流有效值累加值是否大于N倍第一电流预设值,如果大于,则以5N.m/ms的速度减小电机控制器扭矩输出值,当电机控制器扭矩输出值小于0时,停止电机驱动,并上报堵转故障。本方法克服了传统电机堵转故障检测的缺陷,当检测到电机堵转故障时,及时停止电机控制器的扭矩输出,从而可以安全可靠的保护电机控制器的IGBT驱动模块和电机;同时,通过能量补偿模块将用户行程信息与车载电源的供电要求建立关联,以使车辆在进行工作的全过程中,在太阳能电池电量不足时及时通过备用电源进行补给,可以有效避免在用户事先无法判断的情况下,车辆供电突然不足的问题,为用户行程工作提供了可持续能源供给的保障。
本发明通过传感器检测汽车电机的转速、功率等数据中,本发明由于基于对实际频谱感知信息的分析与处理,通过确定全局虚警概率和平均吞吐量的数学表达式,并建立关于目标检测概率限制、感知时间的限制、最大平均发射功率限制、最大平均干扰功率限制等约束条件,计算得到最优的频谱感知时间和最好的运行功率,方法理论基础可靠、运行稳定,同时求解方法实现简单。
附图说明
图1是本发明实施例提供的新能源汽车电机运行检测系统结构图。
图中:1、太阳能供电模块;2、电量检测模块;3、电机参数检测模块;4、主控模块;5、故障检测模块;6、能量补偿模块;7、警示模块;8、数据存储模块;9、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
现有汽车电机因机械卡死或外部阻力太大将会导致电机发生堵转,若在该工况司机依然持续深踩油门,电机将会在堵转或极低转速下输出大扭矩而导致电机控制器的IGBT驱动模块和电机温升过快,最终将导致损坏或造成其烧毁;同时,依靠用户的经验对车辆使用时长进行估计,可能会在外出途中出现没油或断电的情况,在工作期间需要进行加油或充电,对于时间要求紧急的工作产生不利影响。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的新能源汽车电机运行检测系统,包括:太阳能供电模块1、电量检测模块2、电机参数检测模块3、主控模块4、故障检测模块5、能量补偿模块6、警示模块7、数据存储模块8、显示模块9。
太阳能供电模块1,与主控模块4连接,用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能为汽车电机进行供电;
电量检测模块2,与主控模块4连接,用于通过电量传感器检测汽车剩余电量;
电机参数检测模块3,与主控模块4连接,用于通过传感器检测汽车电机的转速、功率等数据;
主控模块4,与太阳能供电模块1、电量检测模块2、电机参数检测模块3、故障检测模块5、能量补偿模块6、警示模块7、数据存储模块8、显示模块9连接,用于通过单片机控制各个模块正常工作;
故障检测模块5,与主控模块4连接,用于通过检测电路实时检测汽车电机的故障信号;
能量补偿模块6,与主控模块4连接,用于根据检测的电量数据启动备用电池进行供电操作;
警示模块7,与主控模块4连接,用于通过报警器根据检测的故障信号及时进行警告通知;
数据存储模块8,与主控模块4连接,用于通过存储器存储采集的电量、电机参数数据信息;
显示模块9,与主控模块4连接,用于通过显示器显示检测系统界面及采集的电量、电机参数数据信息。
本发明提供的故障检测模块5检测方法如下:
步骤1、设定电机的转速预设值、第一电流预设值、第二电流预设值、电机控制器的第一开关频率预设值和第二开关频率预设值,其中电机在转速预设值以下电机控制器IGBT模块和电机持续输出大扭矩时温升严重,第一电流预设值为电机控制器IGBT模块所能承受的最大电流值,当电机电流有效值小于第二电流预设值时电机和电机控制器IGBT模块的温升很小,第一开关频率预设值满足电机低速运行要求且能减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗,第二开频率预设值满足电机转速大于转速预设值时发挥优良性能;
步骤2、采集当前时刻电机转速,并判断当前时刻电机转速是否大于转速预设值,如果是,执行步骤3,如果否,则执行步骤4;
步骤3、设置电机控制器的开关频率为第一开关频率预设值,第一开关频率预设值工况下减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗;
步骤4、设置电机控制器的开关频率为第二开关频率预设值,第二开关频率预设值工况下电机性能最优;
步骤5、采集电机三相电流,并计算当前时刻电机电流的有效值;
步骤6、判断当前时刻电机电流有效值是否大于第一电流预设值,如果是,执行步骤11,如果否,则执行步骤7;
步骤7、判断当前时刻电机电流有效值是否小于第二电流预设值,如果是,执行步骤8,如果否,则执行步骤12;
步骤8、将上个周期的电机电流有效值的累加值减去当前电机电流有效值,得到当前电机电流有效值的累加值;
步骤9、判断当前电机电流有效值的累加值是否小于0,如果是,执行步骤10,如果否,则执行步骤12;
步骤10、设定当前电机电流有效值的累加值等于0;
步骤11、将上个周期的电机电流有效值的累加值加上当前电机电流有效值,得到当前电机电流有效值的累加值;
步骤12、判断电机电流有效值的累加值是否大于N倍的第一电流预设值,如果是,执行步骤13,如果否,则执行步骤2,其中N与电机电流有效值大于第一电流预设值时,电机控制器IGBT模块和电机可持续的时间长短相关;
步骤13、以5N.m/ms的速度降低电机控制器的扭矩输出最大值;
步骤14、判断电机控制器的扭矩输出最大值是否小于0,如果是,执行步骤15,如果否则,执行步骤13;
步骤15、停止电机驱动,并上报电机堵转故障。
本发明提供的能量补偿模块6补偿方法如下:
(1)接收用户行程信息;
(2)获取车载太阳能电池的剩余电量信息;
(3)根据所述剩余电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量是否满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求;
(4)当所述车载太阳能电池的剩余电量不满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求时,开启备用电源供电。
本发明提供的根据所述剩余电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量是否满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求,包括:
根据所述剩余电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量是否超出与所述用户行程信息对应的预设供电电量的预设供电安全百分比;
当所述车载太阳能电池的剩余电量没有超出与所述用户行程内容信息对应的预设供电电量的预设供电安全百分比时,判断所述车载太阳能电池的剩余电量不满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求。
本发明提供的补偿方法还包括:
获取所述备用电源的备用电量信息;
根据所述剩余电量信息和所述备用电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量与所述备用电源的备用电量之和是否满足与所述用户行程内容信息对应的预设供电要求;
当所述车载太阳能电池的剩余电量与所述备用电源的备用电量之和不满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求时,开启电量不足警报提示。
本发明工作时,首先,通过太阳能供电模块1利用太阳能电池板将太阳能转化为电能为汽车电机进行供电;通过电量检测模块2利用电量传感器检测汽车剩余电量;通过电机参数检测模块3利用传感器检测汽车电机的转速、功率等数据;其次,主控模块4通过故障检测模块5利用检测电路实时检测汽车电机的故障信号;通过能量补偿模块6根据检测的电量数据启动备用电池进行供电操作;通过警示模块7利用报警器根据检测的故障信号及时进行警告通知;然后,通过数据存储模块8利用存储器存储采集的电量、电机参数数据信息;最后,通过显示模块9利用显示器显示检测系统界面及采集的电量、电机参数数据信息。
下面结合具体分析对本发明的应用作进一步描述。
本发明实施例提供的新能源汽车电机运行检测方法,所述新能源汽车电机运行检测方法包括:
通过传感器检测汽车电机的转速、功率数据;具体包括:
步骤一,参与合作感知的节点开始进行周期为τs的频谱检测过程,获得电机运行参数频谱资源的特征;
步骤二,正常感知节点和恶意感知节点通过正交的公共控制信道向数据融合中心进行感知信息的汇报;
步骤三,数据融合中心对收集到的感知信息进行数据融合,并依据恶意节点的恶意攻击模式计算全局的虚警概率;
步骤四,构建优化模型,确定有关发射功率和感知时间的约束条件,求解所建立的最优化问题,得到使得次级网络的吞吐量最大的合作感知的感知周期;
步骤五,重复循环步骤一至步骤四,直至完成仿真实验多次,对每次得到的最优解取平均,以平均值作为频谱感知模型的感知参数。
进一步,步骤一中参与合作感知的节点确定每条链路上多个服务质量度量参数的变化区间和分布函数,按如下过程进行;
第一步,根据电机运行参数信号的特征和信道衰减系数,计算各本地感知节点CRi接受到的信号yi(n);
第二步,根据能量检测原理,得到感知节点CRi处的信号能量的统计量Vi,当采样量足够大时,Vi近似服从高斯分布。
步骤二中正常感知节点和恶意感知节点通过正交的公共控制信道向数据融合中心进行感知信息的汇报,正常感知节点将如实地汇报自己的感知信息,恶意节点则采用虚警攻击模式进行汇报:当信号能量统计量Vi大于攻击阈值η,则如实地报告自己的感知结果;否则将以概率pa发动攻击,向数据融合中心发送一个较高的能量值以达到恶意攻击的目的。
步骤三的具体方法包括:
第二步,分析虚警恶意攻击模式对频谱感知造成的影响,得到全局虚警概率Pf和攻击概率pa、攻击阈值η、攻击强度Δ之间的函数表达式如下:
步骤三,运行后,还需进行:
异常电机运行参数发射机SU-Tx依据数据融合中心的决策结果调整自己的信号发射功率,如果检测到电机运行参数PU处于闲状态,则将以大功率P0发射信号;如果电机运行参数PU是处于忙状态即电机运行参数PU以功率Pp发射信号,异常电机运行参数发射机SU-Tx将以小功率P1发射信号;故在一个时间帧内次级网络的平均吞吐量写成如下形式:
其中:hk,gss分别是电机运行参数发射机PU-Tx到异常电机运行参数发射机SU-Tx异常电机运行参数发射机SU-Tx、异常电机运行参数发射机SU-Tx到异常电机运行参数接收机SU-Rx之间的信道衰减系数,P(H0)和P(H1)分别表示电机运行参数PU实际处于闲状态与忙状态的概率。
在步骤五中确定有关发射功率和感知时间的约束条件及对非凸优化问题的求解,按照如下过程进行:
第一步,保证异常电机运行参数网络能长时间工作,需对异常电机运行参数的发射功率进行限制,保证异常电机运行参数网络的平均发射功率低于限定值:
E{α0P0+α1P1+β0P0+β1P1}≤Pav (2)
式中Pav是异常电机运行参数发射机SU-Tx的最大平均发射功率,这的平均是指信道衰减系数hi,gss,gsp随机变量的期望;
第二步,认知无线电网络的首要任务是保护电机运行参数网络的服务质量,故对网络的干扰功率进行了限制;根据基于合作感知的频谱共享网络模型,知道干扰只在电机运行参数PU处于忙状态时发生,所以平均干扰功率约束写成如下形式:
E{gsp(β0P0+β1P1)}≤Qav (3)
第三步,确保各个节点处的检测概率和网络的整体检测概率分别不低于各自的目标检测概率,关于检测概率的限制条件如下:
Pd≥Pth,Pdi≥pth,i=1,2…k (4)
第四步,根据上述限制条件下,建立以最大化次级网络的平均吞吐量为目标函数的最优化问题:
第五步,求解所建立的最优化问题,选择使得次级网络的吞吐量最大的合作感知的感知周期和异常电机运行参数的信号发射功率作为该频谱感知模型的感知参数。
第五步具体包括以下的步骤:
步骤一,对不等式约束条件组(4)取等号,简化Problem 1为Problem 2;
步骤二,弱化对感知周期τs的求解,重点求解使平均吞吐量最大化的信号发射功率P0,P1;关于发射功率P0和P1的拉格朗日函数如下:
所以Problem 2的拉格朗日对偶优化问题为:
其中表示拉格朗日对偶函数;证明优化问题Problem2与Problem 3的最优值差值为零,说明优化问题Problem 2与其拉格朗日对偶优化问题Problem 3之间是等价的,故只需求Problem 3的最优解即可;该问题是一个关于双变量P0P1的联合规划问题,为此将分解成两个子优化问题:
SP1:
显然可以看出SP1和SP2分别是关于P0P1的无约束凸优化问题,此时运用拉格朗日函数以及KKT条件,便得到当检测到电机运行参数PU处于闲状态时异常电机运行参数发射机SU-Tx的最优发射功率:
当检测到电机运行参数PU处于忙状态时,异常电机运行参数发射机SU-Tx的最优发射功率为:
式中[x]+=max{0,x};λ≥0,μ≥0是式(2)(3)的拉格朗日乘子;电机运行参数包括:电机的转速、功率数据。
通过传感器检测汽车电机的功率数据中,按照下述公式对所述功率信号中的每一帧功率信号进行噪声跟踪,获取每一帧功率信号的噪声谱N(w,n):
其中,X(w,n)表示所述功率信号的短时傅里叶变换;αu、αd为预设系数且0<αd<αu<1;w表示频域上的频点序号;n表示时域上的帧序号;
按照下述公式对每一帧功率信号的短时傅里叶变换进行二值化处理得到二值谱Xb(w,n):
Tb为预设第一阈值;
将其中一路功率信号对应的Ka个二值谱与另一路功率信号对应的Kb个二值谱进行两两间的相干性匹配得到所述第一匹配结果,所述第一匹配结果包括匹配度最高的一组二值谱对应的匹配位置和匹配度,Ka、Kb均为正整数;
对于每一路功率信号,按照下述公式计算所述功率信号中的每一帧功率信号的功率谱P(w,n):
P(w,n)=apP(w,n-1)+(1-ap)|X(w,n)|2
其中,X(w,n)表示所述功率信号的短时傅里叶变换;
αp为预设系数且0<αp<1;w表示频域上的频点序号;n表示时域上的帧序号;
按照下述公式计算每一帧功率信号的功率谱的谱间相关性DP(w,n):
DP(w,n)=|P(w+1,n)-P(w,n)|
按照下述公式对所述谱间相关性DP(w,n)进行噪声跟踪,获取每一帧功率信号的噪声功率谱的谱间相关性NDP(w,n):
其中,βu、βd为预设系数且0<βd<βu<1。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现,所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种新能源汽车电机运行检测方法,其特征在于,所述新能源汽车电机运行检测方法包括:
通过传感器检测汽车电机的转速、功率数据;具体为:
步骤一,参与合作感知的节点开始进行周期为τs的频谱检测过程,获得汽车电机的转速、功率数据频谱资源的特征;
步骤二,正常感知节点和恶意感知节点通过正交的公共控制信道向数据融合中心进行感知信息的汇报;
步骤三,数据融合中心对收集到的感知信息进行数据融合,并依据恶意节点的恶意攻击模式计算全局的虚警概率;
步骤四,构建优化模型,确定有关发射功率和感知时间的约束条件,求解所建立的最优化问题,得到使得次级网络的吞吐量最大的合作感知的感知周期;
步骤五,重复循环步骤一至步骤四,直至完成仿真实验多次,求解所建立的最优化问题,选择使得次级网络的吞吐量最大的合作感知的感知周期和异常电机运行参数的信号发射功率作为频谱感知模型的感知参数。
2.如权利要求1所述新能源汽车电机运行检测方法,其特征在于,利用步骤一中参与合作感知的节点确定每条链路上多个服务质量度量参数的变化区间和分布函数,按如下过程进行;
第一步,根据汽车电机运行参数信号的特征和信道衰减系数,计算感知节点CRi接受到的信号yi(n);
第二步,根据能量检测原理,得到感知节点CRi处的信号能量的统计量Vi,当采样量足够大时,Vi近似服从高斯分布。
3.如权利要求1所述新能源汽车电机运行检测方法,其特征在于,所述新能源汽车电机运行检测方法包括:
通过太阳能电池板将太阳能转化为电能为汽车电机进行供电;
通过电量传感器检测汽车剩余电量;
通过传感器检测汽车电机的转速、功率数据;
通过检测电路实时检测汽车电机的故障信号;
通过补偿方法来根据检测的剩余电量启动备用电源进行供电操作;
通过报警器根据检测的故障信号及时进行警告通知;
通过存储器存储采集的电量、汽车电机参数数据信息;
通过显示器显示检测系统界面及采集的电量、汽车电机参数数据信息;
通过单片机控制各个模块正常工作。
4.如权利要求3所述新能源汽车电机运行检测方法,其特征在于,通过检测电路实时检测汽车电机的故障信号的方法包括:
步骤1、设定汽车电机的转速预设值、第一电流预设值、第二电流预设值、汽车电机控制器的第一开关频率预设值和第二开关频率预设值,其中汽车电机在转速预设值以下汽车电机控制器IGBT模块和汽车电机持续输出大扭矩时温升严重,第一电流预设值为汽车电机控制器IGBT模块所能承受的最大电流值,当汽车电机电流有效值小于第二电流预设值时汽车电机和汽车电机控制器IGBT模块的温升很小,第一开关频率预设值满足汽车电机低速运行要求且能减少汽车电机低转速时汽车电机控制器IGBT模块的开关损耗,第二开频率预设值满足汽车电机转速大于转速预设值时发挥优良性能;
步骤2、采集当前时刻汽车电机转速,并判断当前时刻汽车电机转速是否大于转速预设值,如果是,执行步骤3,如果否,则执行步骤4;
步骤3、设置汽车电机控制器的开关频率为第一开关频率预设值,第一开关频率预设值工况下减少汽车电机低转速时汽车电机控制器IGBT模块的开关损耗;
步骤4、设置汽车电机控制器的开关频率为第二开关频率预设值,第二开关频率预设值工况下汽车电机性能最优;
步骤5、采集汽车电机三相电流,并计算当前时刻汽车电机电流的有效值;
步骤6、判断当前时刻汽车电机电流有效值是否大于第一电流预设值,如果是,执行步骤11,如果否,则执行步骤7;
步骤7、判断当前时刻汽车电机电流有效值是否小于第二电流预设值,如果是,执行步骤8,如果否,则执行步骤12;
步骤8、将上个周期的汽车电机电流有效值的累加值减去当前汽车电机电流有效值,得到当前汽车电机电流有效值的累加值;
步骤9、判断当前汽车电机电流有效值的累加值是否小于0,如果是,执行步骤10,如果否,则执行步骤12;
步骤10、设定当前汽车电机电流有效值的累加值等于0;
步骤11、将上个周期的汽车电机电流有效值的累加值加上当前汽车电机电流有效值,得到当前汽车电机电流有效值的累加值;
步骤12、判断汽车电机电流有效值的累加值是否大于N倍的第一电流预设值,如果是,执行步骤13,如果否,则执行步骤2,其中N与汽车电机电流有效值大于第一电流预设值时,汽车电机控制器IGBT模块和汽车电机可持续的时间长短相关;
步骤13、以5N.m/ms的速度降低汽车电机控制器的扭矩输出最大值;
步骤14、判断汽车电机控制器的扭矩输出最大值是否小于0,如果是,执行步骤15,如果否则,执行步骤13;
步骤15、停止汽车电机驱动,并上报汽车电机堵转故障。
5.如权利要求3所述新能源汽车电机运行检测方法,其特征在于,补偿方法包括:
(1)接收用户行程信息;
(2)获取车载太阳能电池的剩余电量信息;
(3)根据所述剩余电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量是否满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求;
(4)当所述车载太阳能电池的剩余电量不满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求时,开启备用电源供电;
所述根据所述剩余电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量是否满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求,具体为:
根据所述剩余电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量是否超出与所述用户行程信息对应的预设供电电量的预设供电安全百分比;
当所述车载太阳能电池的剩余电量没有超出与所述用户行程内容信息对应的预设供电电量的预设供电安全百分比时,判断所述车载太阳能电池的剩余电量不满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求;
所述补偿方法还包括:
获取所述备用电源的备用电量信息;
根据所述剩余电量信息和所述备用电量信息,判断所述车载太阳能电池的剩余电量与所述备用电源的备用电量之和是否满足与所述用户行程内容信息对应的预设供电要求;
当所述车载太阳能电池的剩余电量与所述备用电源的备用电量之和不满足与所述用户行程信息对应的预设供电要求时,开启电量不足警报提示。
6.一种计算机可读存储介质,包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述的新能源汽车电机运行检测方法。
7.一种运行权利要求1-5任意一项所述新能源汽车电机运行检测方法的新能源汽车电机运行检测系统,其特征在于,所述新能源汽车电机运行检测系统包括:
太阳能供电模块,与主控模块连接,用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能为汽车电机进行供电;
电量检测模块,与主控模块连接,用于通过电量传感器检测汽车剩余电量;
汽车电机参数检测模块,与主控模块连接,用于通过传感器检测汽车电机的转速、功率数据;
主控模块,与太阳能供电模块、电量检测模块、汽车电机参数检测模块、故障检测模块、能量补偿模块、警示模块、数据存储模块、显示模块连接,用于通过单片机控制各个模块正常工作;
故障检测模块,与主控模块连接,用于通过检测电路实时检测汽车电机的故障信号;
能量补偿模块,与主控模块连接,用于通过补偿方法来根据检测的剩余电量启动备用电源进行供电操作;
警示模块,与主控模块连接,用于通过报警器根据检测的故障信号及时进行警告通知;
数据存储模块,与主控模块连接,用于通过存储器存储采集的电量、汽车电机参数数据信息;
显示模块,与主控模块连接,用于通过显示器显示检测系统界面及采集的电量、汽车电机参数数据信息。
8.一种新能源汽车,其特征在于,所述新能源汽车安装有权利要求7所述的新能源汽车电机运行检测系统。
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