手把手教你学Simulink实例--电动汽车充电站故障诊断与容错控制仿真

 %% 电池模组故障模拟（开路/短路/老化）

    
 function [V, I, fault_type] = battery_fault_model(SOC, I_charge, T_env, fault_code)
    
     % 正常模式
    
     if fault_code == 0
    
     [V, I] = normal_operation(SOC, I_charge, T_env);
    
     % 开路故障
    
     elseif fault_code == 1
    
     V = NaN; I = 0;
    
     warning('Cell open circuit detected!');
    
     % 短路故障
    
     elseif fault_code == 2
    
     V = 0; I = I_charge*0.5; % 限流保护
    
     end
    
 end

 %% CNN-LSTM混合诊断模型

    
 function diagnosis_result = hybrid_diagnosis(data)
    
     % 数据预处理
    
     [features, labels] = extract_features(data);
    
     
    
     % CNN分支
    
     conv1 = convolution2d(features, filters1, 'Stride', 2);
    
     pool1 = maxPooling2d(conv1, [2 2]);
    
     
    
     % LSTM分支
    
     lstm1 = lstm(features, hiddenSize, 'Dropout', 0.2);
    
     
    
     % 融合与分类
    
     combined = concatenate(conv1, lstm1);
    
     logits = fullyConnected(combined, numClasses);
    
     diagnosis_result = softmax(logits);
    
 end

 %% 动态电源重构策略

    
 function new_config = fault_recovery(current_config, fault_type)
    
     % 根据故障类型调整供电拓扑
    
     switch fault_type
    
     case 'open_circuit'
    
         new_config = {' bypass_mode', 'enable' };
    
     case 'short_circuit'
    
         new_config = {' current_limit', 0.8*I_max };
    
     otherwise
    
         new_config = current_config;
    
     end
    
 end

 %% EMI干扰测试模拟

    
 function [noise, signal] = emc_test()
    
     % 生成50Hz/60Hz谐波干扰
    
     t = linspace(0, 1, 1000)';
    
     noise = 0.1*sum(sin(2*pi*50*t) + sin(2*pi*60*t));
    
     signal = 5*sin(2*pi*50*t); % 正常充电信号
    
 end

 %% NSGA-II参数优化代码

    
 function [front, pareto] = nsga2_optimization()
    
     % 目标函数：准确率、响应时间、误报率
    
     nvar = 12; % 包括网络层数、滤波器尺寸等
    
     lb = [2, 0.1*ones(4), 0.01*ones(6)]; % 参数范围
    
     ub = [5, 0.5*ones(4), 0.5*ones(6)]; 
    
     
    
     options = optimoptions('nsga2', ...
    
     'PopulationSize', 500, ...
    
     'Generations', 300, ...
    
     'PlotFcn', @gaplot);
    
     
    
     [front, pareto] = nsga2(@objective_function, nvar, lb, ub, options);
    
 end
    
  
    
 function f = objective_function(x)
    
     % 运行仿真获取指标
    
     accuracy, speed, false_positive = evaluate_model(x);
    
     f(:,1) = 1/accuracy;        % 最小化诊断误差
    
     f(:,2) = 1/speed;          % 最大化响应速度
    
     f(:,3) = false_positive;     % 最小化误报率
    
 end

 // FPGA实现示例（Verilog）

    
 module fault_diag (
    
     input clk,
    
     input [15:0] adc_data,
    
     output reg [7:0] fault_code
    
 );
    
     // CNN硬件加速核心
    
     cnn_core u1 (
    
     .clk(clk),
    
     .data(adc_data),
    
     .result(fault_code)
    
     );
    
 endmodule