近年来，永磁同步电机在新能源汽车、机器人等领域得到了广泛的关注。本研究提出了一种基于多通道信号二维递归融合与ECA-ConvNeXt深度学习框架相结合的方法，以实现永磁同步电机高阻故障位置类型和严重程度的精确诊断分类。

  永磁同步电机（如图1所示）采用永磁体励磁，由于其高转矩、高效率、高功率因数等优点，已广泛应用于新能源汽车、工业自动化以及航空航天等领域。高阻接触(high-resistance connection, HRC)故障是永磁同步电机驱动系统中的一种常见故障，其可能由制造缺陷、热循环、腐蚀、点蚀或污染导致的接触表面损坏造成的。

  HRC故障会引起连接处温度升高，加速接触面氧化，导致电阻进一步增大，进而可能演变为更严重的断路故障。因此，HRC的及时准确诊断非常重要，以防止发生严重损坏，并提高电机系统的可靠性。

  传统的HRC故障诊断使用压降测量、红外热像仪等方法，这些方法的测量误差较大，很难全面和定量的评估HRC故障。近年来，注入信号法和零序分量检测法在永磁同步电机HRC故障诊断中得到了应用，然而基于信号注入策略方法属于侵入式诊断，可能对原有的驱动系统产生影响，基于零序电压分量则必须要中性点和额外的电阻网络，适用场景受到限制。

  因此，本文采用数据驱动的方法实现永磁同步电机HRC故障诊断，通过已有大量的历史数据来建立系统的故障模式，不需要先验的已知模型或信号模式，可以很好地避免上述方法存在的问题；另外，采用非侵入式信号获取和人工智能结合的方法实现HRC的精确智能诊断，可以避免较大事故的发生，对于提高电机系统的可靠性和延长使用寿命具有重要意义。

  本文采用Simulink平台构建仿真模型，通过在电机A相接入附加电阻Ra来模拟HRC故障（如图2所示）。当A相发生HRC故障时，定子绕组电阻会发生变化，从而影响电机的相电压方程。在电机健康状态下，三相电压方程展示了电机的正常工作情况。

  图2 永磁同步电机Simulink仿线、基于二维融合递归图的故障特征增强

  本研究创新性地将RP的方法引入到永磁同步电机HRC故障诊断中，将一维电流数据编码为二维递归图像（如图3所示），将A、B、C三相电流数据的递归图分别作为RGB三通道输入进行融合，得到故障特征图像，为后续HRC故障分类和识别提供了基础。

  ConvNeXt是在Swin Transformer的基础上改进的卷积神经网络，通过使用残差结构解决了随着网络深度增加带来的梯度弥散问题，进一步提高了分类的准确性。为了使网络能够自适应地锁定潜在的关键特征信息，本文在ConvNeXt的基础上，加入一种有效的通道关注模块(Effificient Channel Attention, ECA)增强网络的性能，得到新的ECA-ConvNeXt分类模型用于永磁同步电机HRC故障的分类识别（如图4所示）。

  研究搭建了PMSM样机高阻故障诊断实验平台进一步验证本文所提方法的有效性（如图5所示），验证了本文所提方法可实现PMSM高阻故障位置类型和严重程度的精确诊断分类，与他类方法的对比实验证明了所提方法具有较高的识别精度和鲁棒性。

  本文针对永磁同步电机HRC故障，提出一种基于多通道信号递归融合和ECA-ConvNeXt分类模型相结合的HRC故障诊断方法，通过实验结果分析得到以下结论：

  3、提出一种基于注意力机制的ECA-ConvNeXt永磁同步电机高阻故障诊断模型，增强了模型在通道维度上的适应性，对PMSM高阻故障的诊断准确率达到了99.18%，通过和多种诊断识别分类框架的对比实验，验证了该方法的优越性。通过仿真和样机实验的验证，证明本文所提方法在不同工况下的诊断鲁棒性。

  安徽大学精密直线电机研究团队，多年来坚持面向国家重大需求和安徽省十大战略性新兴产业政策，长期致力于电机多物理场级联建模、本体结构鲁棒优化、非侵入式故障诊断、人工智能等技术的深入研究，在精密驱动电机系统领域开展了相关基础研究及工程应用。近年来，团队承担了多项国家级、省部级和企业委托课题，取得了一系列研究成果。

  博士、硕士生导师，主要从事高精密机床、并联机器人、新能源汽车领域驱动电机的优化设计与故障诊断研究，研究成果受到了国内外同行的广泛关注和引用。近年来，获批安徽省科协“青年科技人才托举计划”项目；入选斯坦福大学与Elsevier联合发布的“全球前2%顶尖科学家”年度影响力榜单；获评安徽省优秀博士学位论文，获安徽省科学技术二等奖，安徽省机械工业科学技术一等奖，《中国电机工程学报》“高影响力论文”奖等；先后主持国家自然科学基金1项、安徽省自然科学基金1项、安徽省教育厅自然科学重点项目1项、企业委托课题3项、并参与国家自然科学基金重点项目2项；以第一/通信作者发表高水平学术论文26篇（含IEEE Trans系列12篇），授权国家发明专利6项，联合企业发布标准2项；担任IEEE TIE、TII、TTE、TPE等多个国内外知名期刊审稿人。