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BLDC电机温度退化多段Wiener过程建模

袁庆洋 叶建华 李晓钢

袁庆洋, 叶建华, 李晓钢等 . BLDC电机温度退化多段Wiener过程建模[J]. 北京航空航天大学学报, 2018, 44(7): 1514-1519. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0546
引用本文: 袁庆洋, 叶建华, 李晓钢等 . BLDC电机温度退化多段Wiener过程建模[J]. 北京航空航天大学学报, 2018, 44(7): 1514-1519. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0546
YUAN Qingyang, YE Jianhua, LI Xiaoganget al. Multistage temperature degradation modeling for BLDC motor based on Wiener process[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2018, 44(7): 1514-1519. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0546(in Chinese)
Citation: YUAN Qingyang, YE Jianhua, LI Xiaoganget al. Multistage temperature degradation modeling for BLDC motor based on Wiener process[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2018, 44(7): 1514-1519. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0546(in Chinese)

BLDC电机温度退化多段Wiener过程建模

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0546
详细信息
    作者简介:

    袁庆洋  男, 硕士研究生。主要研究方向:产品环境工程

    叶建华  男, 硕士, 工程师。主要研究方向:可靠性与环境试验技术

    李晓钢  男, 博士, 教授, 硕士生导师。主要研究方向:可靠性试验技术、产品环境工程、加速试验

    通讯作者:

    叶建华, E-mail:yjhuan@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TP202+.1

Multistage temperature degradation modeling for BLDC motor based on Wiener process

More Information
  • 摘要:

    无刷直流(BLDC)电机应用广泛,其温度退化过程呈现多段性,需建立多段退化模型,而模型参数较多时,参数估计过程对初始值敏感且易陷入局部最优。首先,针对电机的加速退化数据进行研究,采用正态加权平均(Gauss滤波)的方式滤波,改进实际数据在模型参数的估计中的应用。然后,引入转换函数对Wiener模型改进,建立多段Wiener模型。其次,以极大化似然函数进行参数估计,计算时采用改进粒子群优化(PSO)算法得到估计值,对比非线性模型的残差的正态性,同时分析各模型理论寿命分布及实际该批次失效分布,确定多段模型合理性;得到的模型结果说明电机在退化过程中发生了退化机理的改变,且变换速度快。最后,以非线性模型不同时刻的寿命分布给出该应力下电机的寿命预测,这对电机的预测与健康管理(PHM)有重要意义。

     

  • 图 1  似然函数值在循环中的优化过程

    Figure 1.  Optimization process of likelihood function value in loop

    图 2  不同Wiener模型漂移过程对比

    Figure 2.  Comparison of drift processes in different Wiener models

    图 3  不同Wiener模型理论失效分布对比

    Figure 3.  Comparison of theoretical failure distribution in different Wiener models

    图 4  不同Wiener模型残差分布对比

    Figure 4.  Comparison of residual distributions in different Wiener models

    图 5  多段模型所得剩余寿命分布预测

    Figure 5.  Prediction of remaining life distribution by multistage model

    表  1  增量值分布

    Table  1.   Distribution of increment values

    退化增量范围 数量
    [-0.1, 0.1) 22
    [-0.2, -0.1)∪[0.1, 0.2) 19
    [-0.3, -0.2)∪[0.2, 0.3) 8
    [-0.4, -0.3)∪[0.3, 0.4) 1
    (-∞, -0.4)∪[0.4, -∞) 0
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-31
  • 录用日期:  2017-10-20
  • 刊出日期:  2018-07-20

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