Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / MATLAB / Электр Унааларынын PMSM Жүргүзгүчтөрүндө ITSC Бузулуусун Аныктоо: Тип-2 Бүдөмүк Логика жана Кеңейтилген Калман Фильтринин Гибриди
MATLAB

Электр Унааларынын PMSM Жүргүзгүчтөрүндө ITSC Бузулуусун Аныктоо: Тип-2 Бүдөмүк Логика жана Кеңейтилген Калман Фильтринин Гибриди

Бул изилдөө электр унааларында колдонулган туруктуу магниттүү синхрондук кыймылдаткычтардын статор оромдорунда пайда болушу мүмкүн болгон оромдор аралык кыска туташуу (Inter-Turn Short Circuit, ITSC) бузулууларын көрүнүктүүлүгү төмөн шарттарда да аныктоо максатында Тип-2 Бүдөмүк Логикасын (Type-2 Fuzzy Logic, T2-FL) Кеңейтилген Калман Фильтри (Extended Kalman Filter, EKF) менен бириктирген гибриддик бузулуу диагностикасы ыкмасы

31/08/2026  Veri Anla 34 көрүү
Электр Унааларынын PMSM Жүргүзгүчтөрүндө ITSC Бузулуусун Аныктоо: Тип-2 Бүдөмүк Логика жана Кеңейтилген Калман Фильтринин Гибриди

Бул изилдөө электр унааларында колдонулган туруктуу магниттүү синхрондук кыймылдаткычтардын статор оромдорунда пайда болушу мүмкүн болгон оромдор аралык кыска туташуу (Inter-Turn Short Circuit, ITSC) бузулууларын көрүнүктүүлүгү төмөн шарттарда да аныктоо максатында Тип-2 Бүдөмүк Логикасын (Type-2 Fuzzy Logic, T2-FL) Кеңейтилген Калман Фильтри (Extended Kalman Filter, EKF) менен бириктирген гибриддик бузулуу диагностикасы ыкмасын сунуштайт. Туруктуу магниттүү синхрондук кыймылдаткыч (Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM) ротордун магнит талаасын туруктуу магниттерден камсыз кылган жана жогорку кубат тыгыздыгынан улам электр унааларынын тартуу системаларында кеңири колдонулган синхрондук электр машинасы болуп саналат.

Сунушталган T2-FL–EKF архитектурасында эки баалоо катмары ар башка милдеттерди аткарат. T2-FL кыймылдаткыч тогундагы баалоо катасын жана бул катанын өзгөрүшүн колдонуп, статор каршылыгы \(R_s\) үчүн адаптивдүү түзөтүү маанисин чыгарат. EKF болсо өлчөнгөн статор чыңалууларын жана токторун, ошондой эле T2-FL тарабынан жаңыртылган статор каршылыгын колдонуп, кыймылдаткычтын статор токторун, ротор ылдамдыгын жана ротор бурчун реалдуу убакытта баалайт.

Изилдөөнүн негизги жүйөсү — эрте же азыраак көрүнгөн ITSC бузулууларында классикалык бузулуу көрсөткүчтөрүнүн амплитудасы төмөн болуп, өлчөө ызы-чуусу менен параметр белгисиздиги бузулууну жашырып калышы мүмкүн. Interval Type-2 бүдөмүк логикасындагы Footprint of Uncertainty (FOU) мүчөлүк даражасын бир так ийри сызык менен эмес, белгисиздик аймагы менен көрсөтүп, мындай өзгөрмө белгисиздиктерге туруктуураак баалоону көздөйт.

MATLAB/Simulink симуляцияларында \(R_f=1\,\Omega\) бузулуу каршылыгы колдонулган; \(\mu=25\%\) жана \(\mu=50\%\) болгон эки башка ITSC деңгээли бааланган. Булак 25% бузулуу коэффициентин 40 кыска туташкан ором жана “начар көрүнүктүүлүк”, ал эми 50% бузулуу коэффициентин 80 кыска туташкан ором жана “жогорураак көрүнүктүүлүк” деп аныктайт.

Үч бузулууну аныктоо ыкмасы бирдей төмөн көрүнүктүүлүк шарттарында салыштырылган натыйжаларда статор каршылыгын баалоонун RMSE маанилери классикалык EKF үчүн 0.010378, FL–EKF үчүн 0.0066925 жана сунушталган T2-FL–EKF үчүн 0.0066416 деп билдирилген. Ушул эле салыштырууда T2-FL–EKF %1.6101 MAPE маанисине жетип, булак тарабынан эң жогорку тактыктагы ыкма катары бааланган.

Ошентсе да, изилдөө толугу менен MATLAB/Simulink негизинде жүргүзүлгөн. Физикалык PMSM, инвертор, DSP башкаруу системасы же чыныгы электр унаасы боюнча эксперименттик текшерүү азырынча жүргүзүлгөн эмес. Авторлор DSP негизиндеги эксперименттик колдонууну келечектеги иш катары сунушташат.

ITSC бузулуусу PMSM үчүн эмне үчүн критикалык бузулуу болуп саналат?

Оромдор аралык кыска туташуу бир эле статор фазасындагы эки же андан көп оромдун электрдик жактан кааланбаган түрдө бири-бирине кошулушунан пайда болот. Кыска туташкан оромдордо жергиликтүү түрдө жогорку токтор жаралышы мүмкүн; бул оромдун ысышын күчөтүп, электромагниттик тең салмакты бузуп жана бузулуу өнүккөндө кеңири ором зыяндарына алып келиши мүмкүн.

Электр унааларынын тартуу системаларында PMSM тартуу күчүн түзүүнүн борборунда тургандыктан, кыймылдаткыч оромундагы өнүгүп жаткан бузулуу кыймылдаткычтын натыйжалуулугуна гана эмес, моменттин түзүлүшүнө жана тартуу системасынын ишенимдүүлүгүнө да таасир этиши мүмкүн. Булак ITSC моменттин бузулушуна, ором температурасынын жогорулашына жана оор учурда тартуу системасынын толук жоголушуна алып келиши мүмкүн болгон тобокелдик экенин баса белгилейт.

Булакта колдонулган ITSC эквиваленттик чынжыры

Булак 1-сүрөттө бузулган статор фазасын эки бөлүккө бөлөт:

  • соо ором бөлүгү,
  • кыска туташкан ором бөлүгү.

Кыска туташуу бөлүгүнө параллелдүү \(R_f\) бузулуу каршылыгы кошулат. Бул түзүлүш кыска туташуу тогун кыймылдаткычтын кадимки үч фазалуу токторунан өзүнчө моделдөөгө мүмкүндүк берет.

ITSC оордугу:

\[ \mu=\frac{T_{fault}}{T_{total}} \]

менен аныкталат. \(T_{fault}\) кыска туташкан оромдордун санын, ал эми \(T_{total}\) бир фазадагы жалпы оромдордун санын билдирет.

Булактагы PMSM параметрлери

ПараметрБулактагы мааниси
Статор каршылыгы, Rs0.44 Ω
d-огу боюнча индуктивдүүлүк, Ld0.0031 H
q-огу боюнча индуктивдүүлүк, Lq0.0031 H
Туруктуу магнит агымынын чиркелиши, ψf0.124 Wb
Уюл жуптары4
Ротор инерциясынын параметри, J0.0002 kg/m² — булактагы көрсөтүлүшү
Үйкөлүү коэффициенти, fr0.0812 N·m·s/rad

T2-FL менен EKF эмне үчүн чогуу колдонулат?

EKF сызыктуу эмес кыймылдаткыч моделин колдонуп, ток, ылдамдык жана ротор абалы сыяктуу динамикалык абалдарды баалоодо күчтүү; бирок модель параметрлери өзгөргөндө же өлчөө ызы-чуусу көбөйгөндө баалоо тактыгына параметр каталары таасир этиши мүмкүн. T2-FLнин милдети, айрыкча ITSC менен өзгөргөн статор каршылыгынын баасын белгисиздикке туруктуураак кылуу жана жаңыланган параметрди кайра EKFге берүү.

Гибриддик архитектура

PDFтин 5-бетиндеги 2-сүрөттө ыкма төмөнкү маалымат агымы менен көрсөтүлгөн:

PMSM → ток/чыңалуу өлчөөлөрү → EKF → ток-ылдамдык-бурч баалоосу

жана буга параллелдүү:

ток катасы → T2-FL → ΔRs → EKF

түзүлүшү колдонулат.

Vector Control блогу электрдик өзгөртүү жана PMSM менен бирге EKF баалоо цикли үчүн жабык контур түзөт.

Кеңейтилген Калман Фильтри

EKF классикалык Калман фильтрин сызыктуу эмес системаларга ылайыкташтырат. Изилдөөдө PMSMнин абал вектору:

\[ x= \begin{bmatrix} i_\alpha & i_\beta & \omega & \theta \end{bmatrix}^{T} \]

деп аныкталган.

Киргизүү:

\[ u= \begin{bmatrix} v_\alpha & v_\beta \end{bmatrix} \]

ал эми чыгаруу:

\[ y= \begin{bmatrix} i_\alpha & i_\beta \end{bmatrix}^{T} \]

катары колдонулат.

EKF ар бир үлгү алуу мезгилинде эки негизги операцияны аткарат:

  1. Болжолдоо: Кыймылдаткыч модели аркылуу кийинки абал жана ката ковариациясы бааланат.
  2. Түзөтүү: Жаңы өлчөөлөр келгенде Калман коэффициенти колдонулуп, баалоо түзөтүлөт.

Сызыктуу эмес кыймылдаткыч жана өлчөө функциялары Якобиан матрицалары аркылуу ар бир иш чекитинин айланасында жергиликтүү түрдө сызыктууланат.

Тип-2 Бүдөмүк Логика белгисиздикти кантип иштетет?

Классикалык Тип-1 бүдөмүк логикасында ар бир киргизүү үчүн мүчөлүк даражасы бир мүчөлүк функциясы менен көрсөтүлөт. Interval Type-2 түзүлүшүндө болсо мүчөлүк функциясынын өзү да белгисиздикти камтышы мүмкүн. Жогорку жана төмөнкү мүчөлүк функцияларынын ортосундагы аймак Footprint of Uncertainty же FOU деп аталат. Ошентип система өлчөө өзгөрмөсүндөгү белгисиздикти гана эмес, ошол өзгөрмөнүн мүчөлүк даражасы канчалык так аныкталганына байланыштуу белгисиздикти да моделдей алат.

T2-FL киргизүүлөрү

Булак статор тогунун чоңдуктарынан ката өзгөрмөсүн түзөт.

Тип-2 бүдөмүк системанын эки киргизүүсү:

  • \(E\): нормалдаштырылган ток катасы,
  • \(E'\): катанын туундусу

жана эки өзгөрмө үчүн иш диапазону:

\[ -1\leq E,E'\leq1 \]

деп аныкталган.

Чыгаруу: статор каршылыгын түзөтүү

Бүдөмүк системанын чыгышы:

\[ \Delta R_s \]

болуп, статор каршылыгы кайталама түрдө:

\[ R_s(k+1)=R_s(k)+\Delta R_s(k) \]

менен жаңыланат.

Беш бүдөмүк тилдик деңгээл

  • NM — Терс Орточо
  • NS — Терс Кичине
  • Z — Нөл
  • PS — Оң Кичине
  • PM — Оң Орточо

Эки киргизүүнүн ар биринде бештен деңгээл болгондуктан, жалпы 25 Mamdani эрежеси аныкталган.

E / E′NMNSZPSPM
NMNMNMNSZPS
NSNMNSZPSPM
ZNSZZZPS
PSZPSPSPMPM
PMPSPMPMPMPM

Karnik–Mendel эмне үчүн колдонулат?

Тип-2 бүдөмүк системанын чыгышын түздөн-түз классикалык сандык мүчөлүк функциясына келтирүүгө болбогондуктан, алгач type-reduction операциясы аткарылат. Булак бул этап үчүн итеративдүү Karnik–Mendel алгоритмин колдонот.

Иштетүү чынжыры:

Fuzzification → 25 эрежелүү inference → Karnik–Mendel type reduction → centroid defuzzification → ΔRs

түрүндө.

PDFтин 8-бетиндеги 5-сүрөт бул архитектураны так көрсөтөт. 9-беттеги 6-сүрөт болсо NM, NS, Z, PS жана PM мүчөлүк топтомдорунун жогорку-төмөнкү чек араларын жана FOU аймактарын көрсөтөт.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Туруктуулукту баалоо

Биринчи симуляция ылдамдыкты баалоонун жана башкаруу түзүлүшүнүн өзгөрмө айдоо шарттарындагы жүрүм-турумун изилдейт. Булак ылдамдануу, тормоздоо, токтоо жана кайра ылдамдануу этаптарынан турган кыскартылган айдоо циклин колдонот.

Кыймылдаткыч соо да, бузулган да шарттарда:

\[ T_L=1\ \text{N·m} \]

жүк моментине дуушар кылынган.

Ылдамдыкты баалоо

PDFтин 10-бетиндеги 7-сүрөт өлчөнгөн жана бааланган кыймылдаткыч ылдамдыгын бирге көрсөтөт. Эки ийри туруктуу иштөө бөлүктөрүндө дээрлик дал келет.

Эң байкаларлык айырмачылыктар тез:

  • ылдамдануу,
  • тормоздоо,
  • токтоо,
  • кайра ылдамдануу

өтүүлөрүндө пайда болот.

Авторлор бул өткөөл айырмачылыктарды байкоочунун чектүү жооп берүү убактысы жана механикалык инерция таасирлери менен түшүндүрүшөт.

Ротордун бурчтук ылдамдыгы жана абалы

PDFтин 11-бетиндеги 8-сүрөт чыныгы эталондук бурчтук ылдамдык менен бааланган маанини, ал эми 9-сүрөт өлчөнгөн жана бааланган ротор бурчун көрсөтөт.

Булак эки сигнал жалпысынан бир эле динамикалык моделди ээрчий турганын жана T2-FL–EKF байкоочусу ротор абалын баалоодо жакшы синхрондошууну камсыз кыларын билдирет.

Ошентсе да, ылдамдык же бурч үчүн өзүнчө сандык RMSE маанилери жарыяланган эмес.

Көрүнүктүүлүгү төмөн ITSC бузулуусу кантип текшерилет?

Сезгичтикти баалоодо бузулуу каршылыгы туруктуу:

\[ R_f=1\ \Omega \]

кармалып, кыска туташкан оромдордун үлүшү өзгөртүлгөн.

Бузулуу:

\[ t=0.8\ s \]

учурунда ишке киргизилет.

Бузулуу коэффициентиTfaultОордукКөрүнүктүүлүк
μ = 25%40 оромЖогоркуНачар көрүнүктүүлүк
μ = 50%80 оромӨтө жогоркуЖогорураак көрүнүктүүлүк

Үч фазалуу токтор

PDFтин 12-бетиндеги 10-сүрөттө %50 ITSC бузулуусу башталганда үч фазалуу токтордун симметриясы бузулат. Булак тез өткөөл термелүүлөр менен бирге туруктуу асимметрия да байкаларын белгилейт.

d-q башкаруу токтору

11-сүрөттө ITSC башталгандан кийин \(i_d\) жана \(i_q\) токторунда:

  • ripple өсүшү,
  • кескин чоку маанилери,
  • басаңдоочу термелүүлөр

пайда болот.

Булак айрыкча \(i_q\) өзгөрүүлөрүн электромагниттик моменттин бузулушу менен, ал эми \(i_d\) өзгөрүүлөрүн магнит агымын башкаруунун сезгичтиги менен байланыштырат.

Статор каршылыгын баалоо

12-сүрөттө \(\mu=25\%\) жана \(\mu=50\%\) үчүн өлчөнгөн жана бааланган статор каршылыгы салыштырылат.

Булак бул бөлүмдө RMSE маанилерин:

Бузулуу деңгээлиСтатор каршылыгын баалоо RMSE
μ = 25%0.0052
μ = 50%0.0076

деп билдирет.

Бузулуу тогун баалоо

13-сүрөт бааланган жана өлчөнгөн ITSC бузулуу тогун салыштырат.

Бузулуу деңгээлиБааланган орточо IfӨлчөнгөн орточо If3-таблица RMSE
μ = 25%0.01820.02160.2303
μ = 50%0.03210.04160.5513

Булактын бүтүндүгү боюнча эскертүү: Ошол эле бөлүмдүн түшүндүрмө текстинде μ=50% үчүн RMSE мааниси 0.05513 деп жазылган. 3-таблица болсо 0.5513 берет. Бул эки маани бири-бирине шайкеш эмес жана Verianla тарабынан унчукпай оңдолгон эмес.

T2-FL–EKF классикалык EKF жана FL–EKFден жакшыбы?

Булактын жалпы төмөн көрүнүктүүлүк салыштыруусуна ылайык, сунушталган ыкма статор каршылыгын баалоонун эң төмөн RMSE жана MAPE маанилерин берет. Бирок T2-FL–EKF менен FL–EKF ортосундагы сандык айырма T2-FL–EKF менен классикалык EKF ортосундагы айырмадан кыйла кичине. Демек, изилдөөнүн эң күчтүү сандык жыйынтыгы Тип-2 өркүндөтүүсү негизинен классикалык EKFге салыштырмалуу байкаларлык жакшыртууну, ал эми Тип-1 бүдөмүк гибридге салыштырмалуу чектүүрөөк кошумча жакшыртууну камсыз кылышы болуп саналат.

Жалпы салыштыруу шарты

Салыштыруу бөлүмүндө үч алгоритм бирдей:

  • 0.75 s жалпы симуляция узактыгы,
  • t = 0.2 s ичинде ITSC башталышы,
  • μ = 25% төмөн көрүнүктүүлүк

шарттарында бааланган.

Статор каршылыгын салыштыруу

ЫкмаRs RMSERs MAPEБаалооТактык
EKF0.0103781.8435%ОрточоОрточо
FL–EKF0.00669251.6348%ЖогоркуЖогорку
T2-FL–EKF0.00664161.6101%ЖогоркуӨтө жогорку

Булак T2-FL–EKF классикалык EKFге салыштырмалуу RMSE боюнча %36 жакшыртуу камсыз кылганын билдирет.

PDFтин 15-бетиндеги 14-сүрөт бир эле статор каршылыгынын баасын үч ыкма үчүн визуалдык түрдө салыштырат. Классикалык EKF ийри сызыгында жогорку жыштыктагы термелүүлөр көбүрөөк байкалса, FL–EKF аларды азайтат, T2-FL–EKF болсо жылмакайыраак баалоо профилин көрсөтөт.

FOU эмне үчүн маанилүү?

Авторлордун түшүндүрмөсүнө ылайык, Тип-1 бүдөмүк логикасынын туруктуу мүчөлүк функциялары өзгөрмө белгисиздикти толук көрсөтө албашы мүмкүн. Тип-2 системасындагы FOU болсо EKF residual сигналдарындагы белгисиздикке кошумча туруктуулук берип, статор каршылыгынын баасы туруктуураак калышына жардам берет.

Бул түшүндүрмө изилдөө сунуштаган механизм болуп саналат. Бирок булак FOU күйгүзүлгөн/өчүрүлгөн абляциялык экспериментти бербегендиктен, алынган бардык натыйжалуулук айырмасын сандык жактан FOUга гана таандык кылуу мүмкүн эмес.

Ыкманын эсептөө наркы

Булак T2-FL–EKF классикалык EKF жана FL–EKFге караганда жогорураак алгоритмдик татаалдыкка ээ экенин ачык моюнга алат. Karnik–Mendel type-reduction операциясы кошумча эсептөөнү талап кылат.

Мындан тышкары, FOU туура эмес калибрленсе системанын жооп берүү убактысы көбөйүшү мүмкүн экени белгиленет.

Ошентсе да, изилдөөдө:

  • иштетүү убактысы,
  • CPU жүгү,
  • эс тутумду колдонуу,
  • ар бир үлгүгө эсептөө убактысы

сыяктуу реалдуу убакыттагы эсептөө наркынын өлчөөлөрү берилген эмес.

T2-FL–EKF чыныгы электр унаасында текшерилгенби?

Жок. Изилдөөнүн натыйжалары MATLAB/Simulink негизиндеги PMSM жана ITSC моделдеринен алынган. Физикалык кыймылдаткыч оромунда түзүлгөн чыныгы оромдор аралык кыска туташуу, чыныгы инвертор, сенсор ызы-чуусу, температура өзгөрүшү, DSP эсептөө кечигүүсү же чыныгы унааны айдоо боюнча эксперименттик текшерүү берилген эмес.

Изилдөө түздөн-түз колдогон жыйынтыктар

  • ITSC бузулуусу PMSM моделинде кыска туташкан ором аймагы жана Rf бузулуу каршылыгы менен көрсөтүлүшү мүмкүн.
  • EKF статор тогун, ротор ылдамдыгын жана ротор бурчун модель негизинде баалай алат.
  • T2-FL статор каршылыгы Rs үчүн адаптивдүү түзөтүү түзүү максатында EKF менен бириктирилиши мүмкүн.
  • T2-FL системасында E жана E′ киргизүүлөрү менен 25 эрежелүү Mamdani чыгарымы колдонулушу мүмкүн.
  • Karnik–Mendel алгоритми type reduction максатында колдонулат.
  • μ=25% төмөн көрүнүктүүлүк сценарийинде бузулууну аныктоо изилденген.
  • Жалпы салыштырууда T2-FL–EKF, EKF жана FL–EKFге караганда төмөн Rs RMSE жана MAPE көрсөткүчтөрүн берген.
  • Булак классикалык EKFге салыштырмалуу Rs RMSE боюнча %36 жакшыртуу билдирет.

Изилдөө өз алдынча колдобогон жыйынтыктар

  • Чыныгы электр унаасында ошол эле ката маанилери алынары көрсөтүлгөн эмес.
  • Чыныгы физикалык PMSMде эрте ITSC ошол эле сезгичтик менен аныкталганы далилденген эмес.
  • T2-FL–EKF бардык кыймылдаткыч түрлөрүндө эң мыкты диагностикалык ыкма экени көрсөтүлгөн эмес.
  • Реалдуу убакыттагы DSPде эсептөө убактысы жетиштүү экени өлчөнгөн эмес.
  • FOU жөндөөсү бардык иш чекиттери үчүн оптималдуу экени көрсөтүлгөн эмес.
  • Тип-2 түзүлүшү FL–EKFге салыштырмалуу ар бир метрикада чоң натыйжалуулук өсүшүн камсыз кылаары көрсөтүлгөн эмес.

Изилдөөнүн күчтүү жактары

Изилдөөнүн маанилүү күчтүү жагы — жөн гана “бузулуу бар/жок” классификациясын жүргүзүүнүн ордуна кыймылдаткычтын физикалык модели менен байланышкан статор каршылыгын, токту, ротор ылдамдыгын жана ротор бурчун бирге баалаган модель негизиндеги диагностикалык түзүлүштү курушу.

Экинчи күчтүү жагы — көрүнүктүүлүгү төмөн ITSC абалы өзүнчө сыноо сценарийи катары атайын каралган. Эрте бузулуулар жогорку оордуктагы бузулууларга караганда диагностикалоо жагынан татаалыраак болгондуктан, бул сыноо изилдөөнүн негизги мотивациясына шайкеш келет.

Үчүнчү күчтүү жагы — сунушталган ыкма өзүнчө гана берилбестен, классикалык EKF жана мурунку FL–EKF архитектурасы менен бирдей шарттарда салыштырылган.

Төртүнчү күчтүү жагы — T2-FL мүчөлүк функциялары, 25 эрежелүү rule base жана Karnik–Mendel type-reduction этаптары ыкма бөлүмүндө ачык түшүндүрүлгөн.

Негизги чектөөлөр

Эң маанилүү чектөө — эксперименттик текшерүүнүн жоктугу.

Fault-current RMSE бөлүмүндөгү 0.05513 жана 0.5513 маанилеринин ортосунда чечилбеген булак ичиндеги шайкешсиздик бар.

Robustness айдоо циклинин жазылган ылдамдык маанилери менен айрым график масштабдарынын ортосунда кайра чыгарууда тактоону талап кылган айырмачылыктар көрүнөт.

T2-FLнин кошумча эсептөө наркы айтылганы менен, алгоритмдин реалдуу убакыттагы процессор жүгү өлчөнгөн эмес.

FOU жөндөөлөрү үчүн кеңири сезгичтик же оптималдаштыруу изилдөөсү берилген эмес.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

  • Түпнуска аталыш: Hybrid Type-2 Fuzzy Logic–Extended Kalman Filter Approach for ITSC Fault Detection in PMSM Drives for Electric Vehicles
  • Автор 1: Mabrouka Romdhane
  • Автор 2: Mohamed Naoui
  • Автор 3: Abdelmalek Gacem
  • Автор 4: Ali Mansouri
  • Жооптуу автор: Mohamed Naoui
  • DOI: 10.2478/pead-2026-0004
  • Журнал: Power Electronics and Drives
  • Том: 11
  • Сан: 1
  • Беттер: 61–78
  • Жыл: 2026
  • Жөнөтүлгөн күнү: 09 Декабрь 2025
  • Кайра каралган күнү: 02 Февраль 2026
  • Кабыл алынган күнү: 08 Февраль 2026
  • Жарыяланган күнү: 16 Март 2026
  • Булактын түрү: PMSM моделдөө, интеллектуалдык абалды баалоо жана ITSC бузулуу диагностикасы боюнча MATLAB/Simulink симуляциялык изилдөө
  • Негизги ыкма: Hybrid Type-2 Fuzzy Logic–Extended Kalman Filter
  • Салыштырылган ыкмалар: EKF; FL–EKF; T2-FL–EKF
  • Рецензиялоо абалы: Power Electronics and Drives рецензияланган илимий журнал.
  • Лицензия: Creative Commons Attribution 4.0 International — CC BY 4.0
  • Басмакана: Sciendo
  • Расмий шилтеме:https://doi.org/10.2478/pead-2026-0004

Изилдөөнүн негизги симуляция параметрлери

  • PMSM статор каршылыгы: 0.44 Ω.
  • d/q окторунун индуктивдүүлүктөрү: 0.0031 H.
  • Туруктуу магнит агымы: 0.124 Wb.
  • Уюл жуптары: 4.
  • Бузулуу каршылыгы: 1 Ω.
  • Жүк моменти: 1 N·m.
  • Төмөн көрүнүктүүлүк сыноосу: μ=25%, Tfault=40 ором.
  • Жогорку көрүнүктүүлүк сыноосу: μ=50%, Tfault=80 ором.
  • T2-FL киргизүүлөрү: ток катасы E жана анын туундусу E′.
  • Нормалдаштырылган киргизүү диапазону: [-1,1].
  • Бүдөмүк тилдик деңгээлдердин саны: 5.
  • Эрежелердин саны: 25.
  • Inference: Mamdani.
  • Type reduction: Karnik–Mendel.
  • Defuzzification: centroid.

Булак ичиндеги сандык бүтүндүк эскертүүсү

Бузулуу тогунун RMSEсинде μ=50% үчүн түшүндүрмө текст 0.05513, ал эми 3-таблица 0.5513 маанисин берет. Кайсынысы туура экенин жарыяланган тексттен так аныктоо мүмкүн эмес. μ=25% үчүн 0.2303 мааниси abstract жана 3-таблица менен шайкеш.

Статор каршылыгынын RMSE маанилери болсо өзүнчө өзгөрмөгө тиешелүү жана fault-current RMSE менен чаташтырылбашы керек. Sensitivity бөлүмүндө 0.0052 жана 0.0076, ал эми үч ыкмалуу жалпы салыштырууда сунушталган T2-FL–EKF үчүн 0.0066416 мааниси билдирилген.

Келечектеги иш

Авторлор эксперименттик текшерүүнү DSP acquisition card колдонуп жүргүзүүнү жана бул картаны MATLAB/Simulink чөйрөсү менен күч өзгөрткүчүнүн ортосунда интерфейс катары пайдаланууну пландашат. Ошентип, алгоритмдин негизги түзүлүшүн өзгөртпөстөн физикалык кыймылдаткыч жана өзгөрткүчтө текшерүү көздөлөт.

Илимий чечмелөөнүн чеги

Изилдөө Тип-2 бүдөмүк логикасын EKF менен бириктирүү белгилүү бир MATLAB/Simulink PMSM моделинде көрүнүктүүлүгү төмөн ITSCни аныктоо жана статор каршылыгын баалоо жагынан пайдалуу экенин көрсөтөт. Натыйжалар чыныгы электр унаасынын тартуу системасында ошол эле тактык, кечигүү же эсептөө наркы менен алынары эксперименттик түрдө азырынча көрсөтүлгөн эмес.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты