CN111337827A - 一种基于无线传感网络的电机测控系统及测控方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机测控技术领域，公开了一种基于无线传感网络的电机测控系统及测控方法，对电机进行测控参数配置；利用电压表采集电机测控电压；通过无线通信模块利用无线传感器接入网络进行网络通信；对电机功耗进行计算；利用预测程序对电机寿命进行预测；对电机的性能进行测试；利用诊断电路对电机故障进行诊断；通过保护模块对电机进行保护。本发明通过故障诊断模块实现了通过简单参数输入即可判断电机是否存在故障的技术效果，进而解决了需要人工检修排除电机故障的技术问题；通过保护模块从电机传动系统冲击度的角度，设定车轮失去负载情况下电机转速的临界值，可以限定电机转速，减小车轮恢复负载时对电机传动系统的冲击度。

Description

一种基于无线传感网络的电机测控系统及测控方法

技术领域

本发明属于电机测控技术领域，尤其涉及一种基于无线传感网络的电机测控系统及测控方法。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机在电路中是用字母M(旧标准用D)表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，发电机在电路中用字母G表示，它的主要作用是利用机械能转化为电能。然而，现有基于无线传感网络的电机测控系统及测控方法前对电机故障的判断多采用人工操作，且步骤繁琐，效率较低；同时，不能对电机进行保护。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术对电机的性能进行测试中，准确性差；现有基于无线传感网络的电机测控系统及测控方法前对电机故障的判断多采用人工操作，且步骤繁琐，效率较低；同时，不能对电机进行保护。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于无线传感网络的电机测控系统及测控方法。

本发明是这样实现的，一种基于无线传感网络的电机测控方法，包括：

步骤一，利用测试设备构建一个可变转速下恒功率以及恒转矩输出的电机性能测试闭环单元，用于模拟电机实际运行过程中的整体动态性能，采用多传感器融合和网络化技术，对驱动系统、负载模拟系统、电源系统运行的电类、机械类以及干扰类关键信息进行采集处理，并建立功率、效率、转速以及机械特性曲线模型，综合分析在不同转速下的驱动系统动态性能，并基于网络化形式，在中央测控模块进行系统性能的综合评价；

所述传感器采集参数包括：额定相电流、额定转子转速、极对数、转动惯量、定子相电阻；

所述电机性能测试闭环单元包括相电流标幺化增益、相电流标幺化增益、电机转子转速标幺化增益、设定转速标幺化增益、设定标幺化增益、控制电压逆标幺化增益、控制电压逆标幺化增益、PI控制器；

步骤二，通过CAN通信接口与中央测控模块连接，至少集成有一组电机控制IP核，用于与中央测控模块的通信，将步骤一中央测控模块的控制评价指令信息解析，根据解析结果对电机控制IP核的配置信息、运行信息进行设定，并将步骤一PI控制器的状态信息反馈给中央测控模块；

与中央测控模块互逆连接，集成的电机性能测试模块用于电机的功率驱动，以及将电机位置及电流的实时信号采集并反馈给中央测控模块的功率驱动信号获取模块；

步骤三，与多路功率驱动及信号采集模块互逆连接，设置的电机编码模块，用于电机转子位置的实时检测；

中央测控模块集成的电流调控模块用于根据电流采样结果计算出电机两相绕组电流的反馈值I_a和I_b；

步骤四，中央测控模块集成的电流处理模块用于根据两相绕组电流的给定值I_a ^*和I_b ^*和步骤三反馈值I_a和I_b分别进行电流PI闭环运算，以生成相应绕组电流控制所需的脉冲占空比信号；

步骤五，电流输出模块用于根据脉冲占空比信号和转向信号，以生成相应绕组电流控制所需的电流输出信号，实现电机的测控。

进一步，所述步骤一中，所述功率曲线模型为：

P为有功功率，单位kW，v为电机驱动电机转速；

所述骤五，电流处理模块进行电流PI闭环运算的方法包括：

计算出速度剖面各阶段所需的控制参数；按梯形速度剖面运行时，则加速阶段、匀速阶段和减速阶段的加速度a₁、a₂、a₃分别为：

其中，启动速度为F_s，匀速速度为F_c，停止速度为F_e，加速步数为N₁，匀速步数为N₂，减速步数为N₃。

进一步，步骤一进行前，需进行：

步骤1，通过供电模块为基于无线传感网络的电机测控系统供电；通过电机参数配置模块对电机进行测控参数配置；通过电机电压采集模块利用电压表采集电机测控电压；

步骤2，中央测控模块通过无线通信模块利用无线传感器接入网络进行网络通信；

步骤3，通过功耗计算模块利用计算程序对电机功耗进行计算；通过寿命预测模块利用预测程序对电机寿命进行预测。

进一步，步骤五，利用测试设备对电机的性能进行测试后，还进行：

步骤I，通过故障诊断模块利用诊断电路对电机故障进行诊断；

步骤II，通过保护模块对电机进行保护；

步骤III，通过显示模块利用显示器显示电机参数、电压、功耗、寿命、性能、故障信息。

进一步，所述步骤I故障诊断模块诊断方法包括：

(1)通过诊断电路获取满足预定条件的电机参数；

(2)通过机器学习的模型，将所述电机参数对应的电机的工作状态确定为预先确定的多个类别中的一个类别；所述机器学习模型为基于K最近邻算法的分类器；

(3)基于所述电机的工作状态的类别，判断所述电机是否出现故障。

进一步，步骤(2)中，所述预先确定多个类别的操作，包括：

1.1)获取多个训练样本，所述训练样本为已知其类别并标定有与其类别对应的类别标签的有标签样本；

1.2)利用所述分类器，提取所述多个训练样本的特征值并根据所述多个训练样本的类别标签确定所述多个类别；

1.3)所述多个类别中的每个类别为一维向量，并且所述一维向量中的元素的数量与所述特征值的种类数量相等；

步骤1.2)中，所述利用所述分类器，将所述电机参数对应的电机的工作状态确定为预先确定的多个类别中的一个类别的操作，包括：

计算所述电机参数与所述分类器中的每个训练样本之间的距离；

筛选出所述距离小于第一阈值的训练样本，并依据训练样本的类别的不同，分别计算所述距离小于第一阈值的训练样本的数量；

对所述数量进行升序排列，将所述升序排列结果的末位数量对应的训练样本的类别确定为所述电机参数对应的电机的工作状态的类别。

进一步，所述步骤II通过保护模块对电机进行保护方法包括：

1)获取电机的当前转速；根据所述电机的最大转速和所述电机的当前转速，计算差速值；

2)根据所述差速值和电机初始转速，计算所述电机的最小限制转速；

3)判断电机的当前转速是否大于预设的转速临界值；如果所述电机的当前转速大于所述转速临界值，判定车辆打滑，测控所述电机的当前转速不超过预设的最小限制转速；

所述实时采集电机的当前转速包括：

通过电机转速传感器检测电机的当前转速；

所述根据所述电机的最大转速和所述电机的当前转速，计算差速值包括：

将电机最大转速和电机的当前转速做差，所得的差值为差速值；

所述根据所述差速值和电机初始转速，计算所述电机的最小限制转速包括：

将所述差速值和电机初始转速做和，所得的和值为最小限制转速；

所述测控所述电机的当前转速不超过预设的最小限制转速包括：

减小电源频率，限制电机的当前转速直至电机的当前转速小于所述转速临界值。

本发明的另一目的在于提供一种基于无线传感网络的电机测控系统，包括：

供电模块，与中央测控模块连接，用于为基于无线传感网络的电机测控系统供电；

电机参数配置模块，与中央测控模块连接，用于对电机进行测控参数配置；

电机电压采集模块，与中央测控模块连接，用于通过电压表采集电机测控电压；

中央测控模块，与供电模块、电机参数配置模块、电机电压采集模块、无线通信模块、功耗计算模块、寿命预测模块、性能测试模块、故障诊断模块、保护模块、显示模块连接，用于通过主控器测控各个模块正常工作；

无线通信模块，与中央测控模块连接，用于通过无线传感器接入网络进行网络通信；

功耗计算模块，与中央测控模块连接，用于通过计算程序对电机功耗进行计算；

寿命预测模块，与中央测控模块连接，用于通过预测程序对电机寿命进行预测；

性能测试模块，与中央测控模块连接，用于通过测试设备对电机的性能进行测试；

故障诊断模块，与中央测控模块连接，用于通过诊断电路对电机故障进行诊断；

保护模块，与中央测控模块连接，用于对电机进行保护；

显示模块，与中央测控模块连接，用于通过显示器显示电机参数、电压、功耗、寿命、性能、故障信息。

本发明的另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行所述基于无线传感网络的电机测控方法。

本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述基于无线传感网络的电机测控方法。

本发明的优点及积极效果为：本发明利用测试设备构建一个可变转速下恒功率以及恒转矩输出的电机性能测试闭环单元，用于模拟电机实际运行过程中的整体动态性能，采用多传感器融合和网络化技术，对驱动系统、负载模拟系统、电源系统运行的电类、机械类以及干扰类关键信息进行采集处理，并建立功率、效率、转速以及机械特性曲线模型，综合分析在不同转速下的驱动系统动态性能，并基于网络化形式，在中央测控模块进行系统性能的综合评价；

通过CAN通信接口与中央测控模块连接，至少集成有一组电机控制IP核，用于与中央测控模块的通信，将步骤一中央测控模块的控制评价指令信息解析，根据解析结果对电机控制IP核的配置信息、运行信息进行设定，并将步骤一PI控制器的状态信息反馈给中央测控模块；

与中央测控模块互逆连接，集成的电机性能测试模块用于电机的功率驱动，以及将电机位置及电流的实时信号采集并反馈给中央测控模块的功率驱动信号获取模块；

与多路功率驱动及信号采集模块互逆连接，设置的电机编码模块，用于电机转子位置的实时检测；

中央测控模块集成的电流调控模块用于根据电流采样结果计算出电机两相绕组电流的反馈值I_a和I_b；

中央测控模块集成的电流处理模块用于根据两相绕组电流的给定值I_a ^*和I_b ^*和步骤三反馈值I_a和I_b分别进行电流PI闭环运算，以生成相应绕组电流控制所需的脉冲占空比信号；电流输出模块用于根据脉冲占空比信号和转向信号，以生成相应绕组电流控制所需的电流输出信号，实现电机的测控。

所述功率曲线模型为：

加速阶段、匀速阶段和减速阶段的加速度a₁、a₂、a₃分别为：

其中，启动速度为F_s，匀速速度为F_c，停止速度为F_e，加速步数为N₁，匀速步数为N₂，减速步数为N₃。

通过上述方法实现了电机运行性能准确检测。

本发明提供的基于无线传感网络的电机测控系统的测控方法，固化了电机驱动控制器的核心控制程序，对于不同的被控电机只需要修改控制器的参数则可以实现对不同的电机的控制，对驱动控制器的稳定运行有极大的好处，可减少设计人员的重复性劳动，提高电机控制器的设计效率。

本发明通过故障诊断模块利用基于机器学习模型的分类器，通过对训练样本预先提取的特征值和确定多个类别的种类，确定输入的电机参数属于何种类别，进而判断电机是否存在故障。达到了及时发现电机故障的目的，实现了通过简单参数输入即可判断电机是否存在故障的技术效果，进而解决了需要人工检修排除电机故障的技术问题；同时，通过保护模块从电机传动系统冲击度的角度，设定车轮失去负载情况下电机转速的临界值，可以限定电机转速，减小车轮恢复负载时对电机传动系统的冲击度。

本发明实现了电机控制系统的高度集成化，减小了控制系统体积，降低了成本，提高了系统稳定性。

本发明设计的电机控制IP核，可实现完整的电机的精确控制，而且控制参数可根据用户需求由灵活设置，具有较广的适用性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于无线传感网络的电机测控系统的测控方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基于无线传感网络的电机测控系统结构图。

图中：1、供电模块；2、电机参数配置模块；3、电机电压采集模块；4、中央测控模块；5、无线通信模块；6、功耗计算模块；7、寿命预测模块；8、性能测试模块；9、故障诊断模块；10、保护模块；11、显示模块。

图3是本发明实施例提供的故障诊断模块诊断方法流程图。

图4是本发明实施例提供的预先确定多个类别的操作方法流程图。

图5是本发明实施例提供的保护模块保护方法流程图。

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包括。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的基于无线传感网络的电机测控系统的测控方法包括以下步骤：

S101，通过供电模块为基于无线传感网络的电机测控系统供电。通过电机参数配置模块对电机进行测控参数配置。通过电机电压采集模块利用电压表采集电机测控电压。

S102，中央测控模块通过无线通信模块利用无线传感器接入网络进行网络通信。

S103，通过功耗计算模块利用计算程序对电机功耗进行计算。通过寿命预测模块利用预测程序对电机寿命进行预测。

S104，通过性能测试模块利用测试设备对电机的性能进行测试。通过故障诊断模块利用诊断电路对电机故障进行诊断。

S105，通过保护模块对电机进行保护。

S106，通过显示模块利用显示器显示电机参数、电压、功耗、寿命、性能、故障信息。

步骤S104中，通过性能测试模块利用测试设备对电机的性能进行测试，具体包括：

步骤一，利用测试设备构建一个可变转速下恒功率以及恒转矩输出的电机性能测试闭环单元，用于模拟电机实际运行过程中的整体动态性能，采用多传感器融合和网络化技术，对驱动系统、负载模拟系统、电源系统运行的电类、机械类以及干扰类关键信息进行采集处理，并建立功率、效率、转速以及机械特性曲线模型，综合分析在不同转速下的驱动系统动态性能，并基于网络化形式，在中央测控模块进行系统性能的综合评价。

所述传感器采集参数包括：额定相电流、额定转子转速、极对数、转动惯量、定子相电阻。

所述电机性能测试闭环单元包括相电流标幺化增益、相电流标幺化增益、电机转子转速标幺化增益、设定转速标幺化增益、设定标幺化增益、控制电压逆标幺化增益、控制电压逆标幺化增益、PI控制器。

步骤二，通过CAN通信接口与中央测控模块连接，至少集成有一组电机控制IP核，用于与中央测控模块的通信，将步骤一中央测控模块的控制评价指令信息解析，根据解析结果对电机控制IP核的配置信息、运行信息进行设定，并将步骤一PI控制器的状态信息反馈给中央测控模块。

与中央测控模块互逆连接，集成的电机性能测试模块用于电机的功率驱动，以及将电机位置及电流的实时信号采集并反馈给中央测控模块的功率驱动信号获取模块。

步骤三，与多路功率驱动及信号采集模块互逆连接，设置的电机编码模块，用于电机转子位置的实时检测。

中央测控模块集成的电流调控模块用于根据电流采样结果计算出电机两相绕组电流的反馈值I_a和I_b。

步骤四，中央测控模块集成的电流处理模块用于根据两相绕组电流的给定值I_a ^*和I_b ^*和步骤三反馈值I_a和I_b分别进行电流PI闭环运算，以生成相应绕组电流控制所需的脉冲占空比信号。

步骤五，电流输出模块用于根据脉冲占空比信号和转向信号，以生成相应绕组电流控制所需的电流输出信号，实现电机的测控。

所述步骤一中，所述功率曲线模型为：

P为有功功率，单位kW，v为电机驱动电机转速。

所述骤五，电流处理模块进行电流PI闭环运算的方法包括：

计算出速度剖面各阶段所需的控制参数；按梯形速度剖面运行时，则加速阶段、匀速阶段和减速阶段的加速度a₁、a₂、a₃分别为：

其中，启动速度为F_s，匀速速度为F_c，停止速度为F_e，加速步数为N₁，匀速步数为N₂，减速步数为N₃。

如图2所示，本发明实施例提供的基于无线传感网络的电机测控系统包括：供电模块1、电机参数配置模块2、电机电压采集模块3、中央测控模块4、无线通信模块5、功耗计算模块6、寿命预测模块7、性能测试模块8、故障诊断模块9、保护模块10、显示模块11。

供电模块1，与中央测控模块4连接，用于为基于无线传感网络的电机测控系统供电。

电机参数配置模块2，与中央测控模块4连接，用于对电机进行测控参数配置。

电机电压采集模块3，与中央测控模块4连接，用于通过电压表采集电机测控电压。

中央测控模块4，与供电模块1、电机参数配置模块2、电机电压采集模块3、无线通信模块5、功耗计算模块6、寿命预测模块7、性能测试模块8、故障诊断模块9、保护模块10、显示模块11连接，用于通过主控器测控各个模块正常工作。

无线通信模块5，与中央测控模块4连接，用于通过无线传感器接入网络进行网络通信。

功耗计算模块6，与中央测控模块4连接，用于通过计算程序对电机功耗进行计算。

寿命预测模块7，与中央测控模块4连接，用于通过预测程序对电机寿命进行预测。

性能测试模块8，与中央测控模块4连接，用于通过测试设备对电机的性能进行测试。

故障诊断模块9，与中央测控模块4连接，用于通过诊断电路对电机故障进行诊断。

保护模块10，与中央测控模块4连接，用于对电机进行保护。

显示模块11，与中央测控模块4连接，用于通过显示器显示电机参数、电压、功耗、寿命、性能、故障信息。

如图3所示，本发明提供的故障诊断模块9诊断方法包括：

S201，通过诊断电路获取满足预定条件的电机参数。

S202，通过机器学习的模型，将所述电机参数对应的电机的工作状态确定为预先确定的多个类别中的一个类别。以及

S203，基于所述电机的工作状态的类别，判断所述电机是否出现故障。

本发明提供的机器学习模型为基于K最近邻算法的分类器。

如图4所示，本发明提供的预先确定多个类别的操作，包括：

S301，获取多个训练样本，所述训练样本为已知其类别并标定有与其类别对应的类别标签的有标签样本。

S302，利用所述分类器，提取所述多个训练样本的特征值并根据所述多个训练样本的类别标签确定所述多个类别。

S303，多个类别中的每个类别为一维向量，并且所述一维向量中的元素的数量与所述特征值的种类数量相等。

本发明提供的利用所述分类器，将所述电机参数对应的电机的工作状态确定为预先确定的多个类别中的一个类别的操作，包括：

计算所述电机参数与所述分类器中的每个训练样本之间的距离。

筛选出所述距离小于第一阈值的训练样本，并依据训练样本的类别的不同，分别计算所述距离小于第一阈值的训练样本的数量。

以及对所述数量进行升序排列，将所述升序排列结果的末位数量对应的训练样本的类别确定为所述电机参数对应的电机的工作状态的类别。

如图5所示，本发明提供的保护模块10保护方法包括：

S401，获取电机的当前转速。根据所述电机的最大转速和所述电机的当前转速，计算差速值。

S402，根据所述差速值和电机初始转速，计算所述电机的最小限制转速。

S403，判断电机的当前转速是否大于预设的转速临界值。如果所述电机的当前转速大于所述转速临界值，判定车辆打滑，测控所述电机的当前转速不超过预设的最小限制转速。

本发明提供的实时采集电机的当前转速包括：

通过电机转速传感器检测电机的当前转速。

本发明提供的根据所述电机的最大转速和所述电机的当前转速，计算差速值包括：

将电机最大转速和电机的当前转速做差，所得的差值为差速值。

本发明提供的根据所述差速值和电机初始转速，计算所述电机的最小限制转速包括：

将所述差速值和电机初始转速做和，所得的和值为最小限制转速。

本发明提供的测控所述电机的当前转速不超过预设的最小限制转速包括：

减小电源频率，限制电机的当前转速直至电机的当前转速小于所述转速临界值。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器测控代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现

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 (10)

1.一种基于无线传感网络的电机测控方法，其特征在于，所述基于无线传感网络的电机测控系统的测控方法包括：

步骤一，利用测试设备构建一个可变转速下恒功率以及恒转矩输出的电机性能测试闭环单元，用于模拟电机实际运行过程中的整体动态性能，采用多传感器融合和网络化技术，对驱动系统、负载模拟系统、电源系统运行的电类、机械类以及干扰类关键信息进行采集处理，并建立功率、效率、转速以及机械特性曲线模型，综合分析在不同转速下的驱动系统动态性能，并基于网络化形式，在中央测控模块进行系统性能的综合评价；

所述传感器采集参数包括：额定相电流、额定转子转速、极对数、转动惯量、定子相电阻；

所述电机性能测试闭环单元包括相电流标幺化增益、相电流标幺化增益、电机转子转速标幺化增益、设定转速标幺化增益、设定标幺化增益、控制电压逆标幺化增益、控制电压逆标幺化增益、PI控制器；

步骤二，通过CAN通信接口与中央测控模块连接，至少集成有一组电机控制IP核，用于与中央测控模块的通信，将步骤一中央测控模块的控制评价指令信息解析，根据解析结果对电机控制IP核的配置信息、运行信息进行设定，并将步骤一PI控制器的状态信息反馈给中央测控模块；

与中央测控模块互逆连接，集成的电机性能测试模块用于电机的功率驱动，以及将电机位置及电流的实时信号采集并反馈给中央测控模块的功率驱动信号获取模块；

步骤三，与多路功率驱动及信号采集模块互逆连接，设置的电机编码模块，用于电机转子位置的实时检测；

中央测控模块集成的电流调控模块用于根据电流采样结果计算出电机两相绕组电流的反馈值I_a和I_b；

步骤四，中央测控模块集成的电流处理模块用于根据两相绕组电流的给定值I_a ^*和I_b ^*和步骤三反馈值I_a和I_b分别进行电流PI闭环运算，以生成相应绕组电流控制所需的脉冲占空比信号；

步骤五，电流输出模块用于根据脉冲占空比信号和转向信号，以生成相应绕组电流控制所需的电流输出信号，实现电机的测控。

2.如权利要求1所述的基于无线传感网络的电机测控方法，其特征在于，所述步骤一中，所述功率曲线模型为：

P为有功功率，单位kW，v为电机驱动电机转速；

所述骤五，电流处理模块进行电流PI闭环运算的方法包括：

计算出速度剖面各阶段所需的控制参数；按梯形速度剖面运行时，则加速阶段、匀速阶段和减速阶段的加速度a₁、a₂、a₃分别为：

其中，启动速度为F_s，匀速速度为F_c，停止速度为F_e，加速步数为N₁，匀速步数为N₂，减速步数为N₃。

3.如权利要求1所述的基于无线传感网络的电机测控方法，其特征在于，步骤一进行前，需进行：

步骤1，通过供电模块为基于无线传感网络的电机测控系统供电；通过电机参数配置模块对电机进行测控参数配置；通过电机电压采集模块利用电压表采集电机测控电压；

步骤2，中央测控模块通过无线通信模块利用无线传感器接入网络进行网络通信；

步骤3，通过功耗计算模块利用计算程序对电机功耗进行计算；通过寿命预测模块利用预测程序对电机寿命进行预测。

4.如权利要求1所述的基于无线传感网络的电机测控方法，其特征在于，步骤五，利用测试设备对电机的性能进行测试后，还进行：

步骤I，通过故障诊断模块利用诊断电路对电机故障进行诊断；

步骤II，通过保护模块对电机进行保护；

步骤III，通过显示模块利用显示器显示电机参数、电压、功耗、寿命、性能、故障信息。

5.如权利要求1所述的基于无线传感网络的电机测控方法，其特征在于，所述步骤I故障诊断模块诊断方法包括：

(1)通过诊断电路获取满足预定条件的电机参数；

(2)通过机器学习的模型，将所述电机参数对应的电机的工作状态确定为预先确定的多个类别中的一个类别；所述机器学习模型为基于K最近邻算法的分类器；

(3)基于所述电机的工作状态的类别，判断所述电机是否出现故障。

6.如权利要求5所述的基于无线传感网络的电机测控方法，其特征在于，步骤(2)中，所述预先确定多个类别的操作，包括：

1.1)获取多个训练样本，所述训练样本为已知其类别并标定有与其类别对应的类别标签的有标签样本；以及

1.2)利用所述分类器，提取所述多个训练样本的特征值并根据所述多个训练样本的类别标签确定所述多个类别，其中

1.3)所述多个类别中的每个类别为一维向量，并且所述一维向量中的元素的数量与所述特征值的种类数量相等；

步骤1.2)中，所述利用所述分类器，将所述电机参数对应的电机的工作状态确定为预先确定的多个类别中的一个类别的操作，包括：

计算所述电机参数与所述分类器中的每个训练样本之间的距离；

筛选出所述距离小于第一阈值的训练样本，并依据训练样本的类别的不同，分别计算所述距离小于第一阈值的训练样本的数量；

对所述数量进行升序排列，将所述升序排列结果的末位数量对应的训练样本的类别确定为所述电机参数对应的电机的工作状态的类别。

7.如权利要求5所述基于无线传感网络的电机测控方法，其特征在于，所述步骤II通过保护模块对电机进行保护方法包括：

1)获取电机的当前转速；根据所述电机的最大转速和所述电机的当前转速，计算差速值；

2)根据所述差速值和电机初始转速，计算所述电机的最小限制转速；

3)判断电机的当前转速是否大于预设的转速临界值；如果所述电机的当前转速大于所述转速临界值，判定车辆打滑，测控所述电机的当前转速不超过预设的最小限制转速；

所述实时采集电机的当前转速包括：

通过电机转速传感器检测电机的当前转速；

所述根据所述电机的最大转速和所述电机的当前转速，计算差速值包括：

将电机最大转速和电机的当前转速做差，所得的差值为差速值；

所述根据所述差速值和电机初始转速，计算所述电机的最小限制转速包括：

将所述差速值和电机初始转速做和，所得的和值为最小限制转速；

所述测控所述电机的当前转速不超过预设的最小限制转速包括：

减小电源频率，限制电机的当前转速直至电机的当前转速小于所述转速临界值。

8.一种基于无线传感网络的电机测控系统，其特征在于，所述基于无线传感网络的电机测控系统包括：

供电模块，与中央测控模块连接，用于为基于无线传感网络的电机测控系统供电；

电机参数配置模块，与中央测控模块连接，用于对电机进行测控参数配置；

电机电压采集模块，与中央测控模块连接，用于通过电压表采集电机测控电压；

中央测控模块，与供电模块、电机参数配置模块、电机电压采集模块、无线通信模块、功耗计算模块、寿命预测模块、性能测试模块、故障诊断模块、保护模块、显示模块连接，用于通过主控器测控各个模块正常工作；

无线通信模块，与中央测控模块连接，用于通过无线传感器接入网络进行网络通信；

功耗计算模块，与中央测控模块连接，用于通过计算程序对电机功耗进行计算；

寿命预测模块，与中央测控模块连接，用于通过预测程序对电机寿命进行预测；

性能测试模块，与中央测控模块连接，用于通过测试设备对电机的性能进行测试；

故障诊断模块，与中央测控模块连接，用于通过诊断电路对电机故障进行诊断；

保护模块，与中央测控模块连接，用于对电机进行保护；

显示模块，与中央测控模块连接，用于通过显示器显示电机参数、电压、功耗、寿命、性能、故障信息。

9.一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行权利要求1～7任意一项所述基于无线传感网络的电机测控方法。

10.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1～7任意一项所述基于无线传感网络的电机测控方法。

Images