基于时序分析的制造技术

本发明专利技术涉及数字信号处理技术领域，提出了基于时序分析的

【技术实现步骤摘要】
基于时序分析的UPS运行状态预测维护系统


[0001]本专利技术涉及数字信号处理
，具体涉及基于时序分析的
UPS
运行状态预测维护系统
。

技术介绍

[0002]UPS
电源是不间断电源的缩写，通常被用于数据中心
、
通信设备和医疗设施的供电，为重要电子设备供电提供稳定的不间断电源
。UPS
电源主要由整流器
、
电池
、
逆变器和逻辑控制单元组成，整流器将市电的交流电整流为直流电，一方面为电池充电，一方面直接传输给逆变器转换为稳定交流电，供电子设备使用
。UPS
电源在市电供电异常或直接中断时直接由电池供电，为设备提供不间断电源
。
整流器是
UPS
电源正常工作的关键因素，整流器的主要作用是过滤掉市电的驳杂的交流信号，将驳杂的交流信号转变为稳定的直流信号，供电池和逆变器使用
。
但是，市电中往往存在谐波干扰
、
尖峰干扰和电压突变导致波形失真，因此，整流器承担着较大的压力，当市电交流信号异常突变导致整流器过载，将会对整流器造成不可逆伤害
。
[0003]当市电过载造成整流器受损时，并不会引起
UPS
电源自身故障预警，
UPS
电源还能相对工作一段时间
。
但是受损的整流器会在这段时间内输出不稳定的直流信号，不稳定的直流信号会影响电池充电和逆变器转化，导致
UPS
电源内部受损加重，影响设备的整体使用寿命，同时，当市电中断时，这种情况下的
UPS
电源无法为重要电子设备提供稳定持续的电信号，容易造成严重的经济财产损失
。
当市电过载造成整流器受损时，
UPS
电源内部整流器输出电压变化较小，往往导致现有的
UPS
电源运行状态稳定性预测不准确
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供基于时序分析的
UPS
运行状态预测维护系统，以解决
UPS
电源运行状态稳定性预测不准确的问题，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了基于时序分析的
UPS
运行状态预测维护系统，该系统包括以下模块：数据采集模块，采集
UPS
电源的电压信号和温度信号并进行预处理，获取电压信号时间窗口序列
、
电池温度信号时间窗口序列和
UPS
电源电池的输出电压信号；电压信号分析模块，根据电压信号时间窗口序列获取时间簇，根据时间簇内包含的电压信号获取整流电压簇内偏移震荡系数，对时间簇进行分解获取趋势信号，根据趋势信号和整流电压簇内偏移震荡系数获取电压簇内趋势变化度量系数，获取同一时间窗口内两个时间簇的电压序列相关性，根据电压簇内趋势变化度量系数获取整流器电压递变差异性，根据电压序列相关性
、
整流器电压递变差异性和电压簇内趋势变化度量系数获取整流电压跨簇递变系数；电池温度信号分析模块，根据电压信号时间窗口序列内时间簇的划分获取温度信号时间簇，根据温度信号时间簇内包含的电池温度信号，获取温度验证整流变异系数；
UPS
运行状态预测维护模块，根据时间簇内包含的电压信号
、
电压信号的获取时刻对应的
UPS
电源电池的输出电压信号
、
整流电压跨簇递变系数和温度验证整流变异系数获取逆变补偿输入电压，根据逆变补偿输入电压获取预测逆变器输入直流电压，根据预测逆变器输入直流电压
、
预测逆变器输入直流电压对应的时间簇内包含的电压信号和电压信号的获取时刻对应的
UPS
电源电池的输出电压信号获取整流器工作状态验证系数，根据整流器工作状态验证系数实现
UPS
运行状态的预测维护
。
[0005]进一步，所述采集
UPS
电源的电压信号和温度信号并进行预处理，获取电压信号时间窗口序列
、
电池温度信号时间窗口序列和
UPS
电源电池的输出电压信号的方法为：采用电压传感器获取整流器输出的电压信号，在每个电压信号的获取时刻，获取
UPS
电源电池的输出电压信号，通过温度传感器获得电池的温度信号，其中，电压信号和温度信号的获取时间相同
、
获取时间间隔相同；将电压信号截取为电压信号时间窗口序列，将电池温度信号截取为电池温度信号时间窗口序列，其中，电压信号和温度信号的截取时间窗口相同
。
[0006]进一步，所述根据电压信号时间窗口序列获取时间簇的方法为：采用时间序列聚类算法对电压信号时间窗口序列进行自适应划分，将电压信号时间窗口序列划分为时间簇
。
[0007]进一步，所述对时间簇进行分解获取趋势信号的方法为：对时间簇采用时序序列分解算法进行处理，将时间簇内的电压信号分解为周期信号
、
趋势信号和随机信号
。
[0008]进一步，所述获取同一时间窗口内两个时间簇的电压序列相关性的方法为：选取同一时间窗口内两个不同的时间簇，在两个时间簇中最短的时间簇后进行补零操作，使两个时间簇的长度相同；获取两个时间簇的相关系数，将两个时间簇的相关系数记为两个时间簇的电压序列相关性
。
[0009]进一步，所述根据电压信号时间窗口序列内时间簇的划分获取温度信号时间簇的方法为：获取时间簇内包含的电压信号，将与同一时间簇内包含的所有电压信号获取时间相同的电池温度信号划分为一组；将同一组内包含的所有电池温度信号按照电池温度信号的获取时间进行排列，获取温度信号时间簇；将温度信号时间簇记为其获取过程中使用的时间簇的对应温度信号时间簇
。
[0010]进一步，所述根据时间簇内包含的电压信号
、
电压信号的获取时刻对应的
UPS
电源电池的输出电压信号
、
整流电压跨簇递变系数和温度验证整流变异系数获取逆变补偿输入电压的方法为：将时间簇内包含的所有电压信号的获取时刻对应的
UPS
电源电池的输出电压信号的均值记为时间簇的第一均值；将时间簇内包含的所有电压信号的均值记为时间簇的第二均值；将时间簇的整流电压跨簇递变系数
、
时间簇的对应温度信号时间簇的温度验证整流变异系数和时间簇的第一均值的乘积记为时间簇的第一乘积；
将时间簇的第二均值与第一乘积的和记为时间簇对应的逆变补偿输入电压
。
[0011]进一步，所述根据逆变补偿输入电压获取预测逆变器输入直流电压的方法为：将逆变补偿输入电压输入逆变器，获取交流输出；将交流输出输入神经网络，获取预测逆变器输入直流电压，其中，神经网络的标签为设备要求的供电电压，神经网络可以使用但不限于
LSTM
神经网络
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于时序分析的
UPS
运行状态预测维护系统，其特征在于，该系统包括以下模块：数据采集模块，采集
UPS
电源的电压信号和温度信号并进行预处理，获取电压信号时间窗口序列
、
电池温度信号时间窗口序列和
UPS
电源电池的输出电压信号；电压信号分析模块，根据电压信号时间窗口序列获取时间簇，根据时间簇内包含的电压信号获取整流电压簇内偏移震荡系数，对时间簇进行分解获取趋势信号，根据趋势信号和整流电压簇内偏移震荡系数获取电压簇内趋势变化度量系数，获取同一时间窗口内两个时间簇的电压序列相关性，根据电压簇内趋势变化度量系数获取整流器电压递变差异性，根据电压序列相关性
、
整流器电压递变差异性和电压簇内趋势变化度量系数获取整流电压跨簇递变系数；电池温度信号分析模块，根据电压信号时间窗口序列内时间簇的划分获取温度信号时间簇，根据温度信号时间簇内包含的电池温度信号，获取温度验证整流变异系数；
UPS
运行状态预测维护模块，根据时间簇内包含的电压信号
、
电压信号的获取时刻对应的
UPS
电源电池的输出电压信号
、
整流电压跨簇递变系数和温度验证整流变异系数获取逆变补偿输入电压，根据逆变补偿输入电压获取预测逆变器输入直流电压，根据预测逆变器输入直流电压
、
预测逆变器输入直流电压对应的时间簇内包含的电压信号和电压信号的获取时刻对应的
UPS
电源电池的输出电压信号获取整流器工作状态验证系数，根据整流器工作状态验证系数实现
UPS
运行状态的预测维护
。2.
根据权利要求1所述的基于时序分析的
UPS
运行状态预测维护系统，其特征在于，所述采集
UPS
电源的电压信号和温度信号并进行预处理，获取电压信号时间窗口序列
、
电池温度信号时间窗口序列和
UPS
电源电池的输出电压信号的方法为：采用电压传感器获取整流器输出的电压信号，在每个电压信号的获取时刻，获取
UPS
电源电池的输出电压信号，通过温度传感器获得电池的温度信号，其中，电压信号和温度信号的获取时间相同
、
获取时间间隔相同；将电压信号截取为电压信号时间窗口序列，将电池温度信号截取为电池温度信号时间窗口序列，其中，电压信号和温度信号的截取时间窗口相同
。3.
根据权利要求2所述的基于时序分析的
UPS
运行状态预测维护系统，其特征在于，所述根据电压信号时间窗口序列获取时间簇的方法为：采用时间序列聚类算法对电压信号时间窗口序列进行自适应划分，将电压信号时间窗口序列划分为时间簇
。4.
根据权利要求3所述的基于时序分析的
UPS
运行状态预测维护系统，其特征在于，所述对时间簇进行分解获取趋势信号的方法为：对时间簇采用时序序列分解算法进行处理，将时间簇内的电压信号分解为周期信号
、
趋势信号和随机信号
。5.
根据权利要求3所述的基于时序分析的
UPS

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新强，
申请(专利权)人：深圳市强晟电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：