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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种基于预测电流残差的三电平逆变器开路故障诊断方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116381554B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310209379.6，技术领域涉及：G01R31/54；该发明授权一种基于预测电流残差的三电平逆变器开路故障诊断方法是由马光同;李国华;徐帅;任冠州;姚春醒设计研发完成，并于2023-03-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于预测电流残差的三电平逆变器开路故障诊断方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于预测电流残差的三电平逆变器开路故障诊断方法，具体为：建立三电平逆变器馈电的电流预测模型，确定代价函数；确定最小代价函数对应的逆变器输出电压矢量，将对应的开关状态输入到逆变器中，预测下一时刻永磁电机的定子电流；比较永磁电机的定子电流和预测定子电流得到预测电流残差，通过预测电流残差和故障检测阈值比较对逆变器是否发生开路故障进行判断；当检测出逆变器发生开路故障，找出最小预测电流残差对应的开关管，比较故障开关管计数矩阵中元素计量数和计数阈值确定故障开关管。本发明诊断速度快，准确性高，无需增加辅助硬件电路；具有很好的鲁棒性和动态性，故障检测和故障定位阈值设置灵活，能适应复杂运行条件。

本发明授权一种基于预测电流残差的三电平逆变器开路故障诊断方法在权利要求书中公布了：1.一种基于预测电流残差的三电平逆变器开路故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、建立三电平逆变器馈电的永磁电机驱动系统电流预测模型，基于电流预测模型和控制目标确定有限集模型预测电流控制的代价函数J； S2、对三电平逆变器输出的电压矢量进行编号，根据k时刻永磁电机定子电流idk、iqk和三电平逆变器电容电压uc1k、uc2k得到最小代价函数Jmin对应的逆变器输出电压矢量，将该电压矢量对应的开关状态Sa,Sb,Sc输入到逆变器中，同时预测k+1时刻永磁电机的定子电流idk+1、iqk+1； S3、在k+1时刻比较测量的永磁电机的定子电流idmk+1、iqmk+1和预测的定子电流idk+1、iqk+1，得到预测电流残差Δidq，通过预测电流残差Δidq和故障检测阈值α的比较，对逆变器是否发生开路故障进行判断； S4、当检测出逆变器发生开路故障后进行故障开关管的定位：首先建立逆变器单开关管故障下的输出电压模型，基于故障下的输出电压模型得到逆变器单开关管故障条件下的永磁电机驱动系统电流预测模型，进行下一时刻定子电流的预测，定义故障开关管计数矩阵Tfault，故障开关管计数矩阵的元素kxj和逆变器的开关管Txj一一对应； S5、计算逆变器单开关管故障条件下的预测电流残差，找出最小预测电流残差对应的开关管，并将开关管对应的故障开关管计数矩阵中元素进行计数，进行故障定位的条件判断，在一个电流基波周期内，当故障开关管计数矩阵的最大元素kxj超出故障定位的计数阈值kdet，表明故障开关管计数矩阵最大元素对应的开关管为故障开关管； S5-1、三电平ANPC逆变器共有18个开关管，基于电流预测模型，得到假定单开关管故障条件下的预测电流矢量I1~18=id1~18k+1,iq1~18k+1； 在k+1时刻将实际测量电流矢量idmk+1,iqmk+1和假定故障条件下预测的电流矢量I1~18=id1~18k+1,iq1~18k+1进行电流矢量残差计算： ； S5-2、在每个模型预测控制周期内，计算预测电流矢量与测量电流矢量之间的残差 [Δidq]1~18，在[Δidq]1~18中找出最小的矢量残差[Δidq]min，确定最小矢量残差对应的故障开关管，将此故障开关管对应的故障开关管计数元素kxj计数，表示为： ； 其中，n表示一个电流基波周期内的采样点数； S5-3、进行故障定位的条件判断，在一个电流基波周期内，当故障开关管计数矩阵的最大元素kxj超出故障定位的计数阈值kdet，故障开关管计数矩阵最大的元素kxj对应的三电平ANPC逆变器开关管Txj为故障开关管，报警显示故障开关管序列，完成故障开关管的诊断与定位。

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