基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力電子裝置故障診斷.pdf

1、電力電子技術(shù)是利用電力電子元件對電能進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換的新型技術(shù)。通過使用電力電子元件，完成對電能的高效率轉(zhuǎn)換與控制。最近幾年，變流技術(shù)獲得了迅速地發(fā)展，通過變流技術(shù)處理的電能在國家經(jīng)濟(jì)用電量中所占比例愈來愈大。在發(fā)展中國家，百分之七十五左右的電量通過電力電子技術(shù)轉(zhuǎn)換后使用，估計(jì)在21世紀(jì)會達(dá)到百分之九十五左右。電力電子技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用在軍工設(shè)備、工業(yè)自動化控制、交通、LED照明、醫(yī)藥生產(chǎn)乃至小型家用電器。電力電子設(shè)備一旦發(fā)生故障，小則造成

2、電子設(shè)備破壞、交通不暢、工業(yè)產(chǎn)業(yè)停產(chǎn)，大則會威脅人民生命、財(cái)產(chǎn)安全，甚至造成嚴(yán)重的人員傷害或?yàn)?zāi)難事故，影響整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,對電力電子設(shè)備進(jìn)行故障檢測與診斷顯得非常重要。
　　在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，本文采用了頻譜分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法對電力電子電路的IGBT斷路故障進(jìn)行診斷。以三相橋式逆變電路為例，使用MATLAB2012a仿真軟件搭建待診斷電路的仿真模型，仿真實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的各類故障，采用FFT以及小波包

3、分解方法對電力電子裝置的故障信號進(jìn)行特征提取，分別利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與通過粒子群算法優(yōu)化的BP網(wǎng)絡(luò)對仿真模型進(jìn)行故障診斷，設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的學(xué)習(xí)樣本并以此訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，確定用于電力電子逆變電路故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和各參數(shù)。通過優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值與閾值來提升所設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與泛化能力。仿真結(jié)果表明，利用小波包與粒子群優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對電力電子裝置進(jìn)行故障診斷，能夠很好地克服BP網(wǎng)絡(luò)的缺陷，改善了神經(jīng)網(wǎng)