变频调速装置的智能故障诊断系统研究

发布时间：2016-09-27 07:43

  本文关键词：诊断电力电子电路故障的新方法──沃尔什分析法，由笔耕文化传播整理发布。

《河南理工大学》 2009年

变频调速装置的智能故障诊断系统研究

牛满仓  

【摘要】： 变频调速装置以其效率高、性能好而广泛应用于工农业生产及国防科技等各个控制领域。因此,为保证整个变频调速装置安全、正常运行而进行故障诊断研究是很有必要的。针对神经网络与专家系统各自在故障诊断中的优势,将人工神经网络与专家系统融合技术应用于变频调速装置故障诊断的研究;运用小波分析对变频调速装置的输出信号进行了分析和故障特征的提取,指出输出电流的歪度绝对值和输出电压的特定频带能量可作为变频调速装置的故障特征,从而确定神经网络的输入和输出,构建径向基函数神经网络(RBF)模型。由于该网络模型只能对样本中已有故障类型进行诊断,引入了改进型RBF神经网络算法。仿真结果验证,该方法与传统的BP网络相比具有训练速度快、精度高的特点;改进型RBF神经网络可以快速的识别出新故障类型,又有效的解决了专家系统知识获取的瓶颈问题。最后,本文对变频调速装置故障诊断专家系统软件设计进行探讨,分析了Visual C++与MATLAB各自的优缺点,将MATLAB 7.0强大的神经网络工具箱功能和Visual C++在图形用户界面的优势结合起来进行混合编程,可以实现基于神经网络的变频调速装置诊断软件包的无缝集成,从而对于有效缩短开发周期、优化系统性能是十分有意义的。

【关键词】：
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP277
【目录】：

致谢4-5

摘要5-6

Abstract6-10

1 绪论10-17

1.1 故障诊断及其发展历程10-11

1.2 故障诊断的研究现状11-12

1.3 问题的提出及研究意义12-16

1.3.1 变频调速装置故障诊断的研究现状12-14

1.3.2 变频调速装置故障诊断研究中需要解决的关键问题14-15

1.3.3 变频调速装置智能故障诊断研究的意义15-16

1.4 课题研究的来源16

1.5 论文主要内容及工作16-17

2 专家系统与神经网络的融合17-33

2.1 专家系统17-19

2.1.1 专家系统的定义和特点17

2.1.2 专家系统的类型17

2.1.3 专家系统的基本结构17-19

2.2 人工神经网络19-23

2.2.1 人工神经网络及其特征19-20

2.2.2 人工神经元模型20-21

2.2.3 人工神经网络的结构原理21-23

2.3 径向基函数神经网络23-27

2.3.1 径向基函数神经网络模型23-24

2.3.2 径向基函数神经网络的映射关系24-25

2.3.3 径向基函数神经网络的学习过程25-27

2.3.4 径向基函数神经网络存在的问题27

2.4 专家系统与神经网络的融合27-32

2.4.1 神经网络专家系统的基本原理27-28

2.4.2 神经网络专家系统的特点28

2.4.3 神经网络与专家系统的融合方式28-31

2.4.4 神经网络专家系统的开发方法31-32

2.5 本章小结32-33

3 变频调速装置信号的预处理与特征提取研究33-50

3.1 小波去噪方法33-36

3.1.1 噪声在小波分解下的特性34-35

3.1.2 小波去噪35

3.1.3 小波去噪中阈值的选取规则35-36

3.2 基于小波包分析的特征提取36-39

3.3 信号采集39-41

3.4 变频调速装置信号的特点及去噪处理41-44

3.4.1 变频调速装置输出电流电压信号分析41-42

3.4.2 变频调速装置输出电流电压信号的预处理42-44

3.5 变频调速装置信号的特征提取44-49

3.5.1 电气基本特征参数的含义44-45

3.5.2 变频调速装置输出电流的特征提取45-46

3.5.3 变频调速装置输出电压的特征提取46-49

3.6 本章小结49-50

4 变频调速装置的智能故障诊断系统研究50-69

4.1 变频调速装置的基本结构及故障分析50-52

4.1.1 变频调速装置的基本结构50-51

4.1.2 变频调速装置的主要故障类型51-52

4.2 变频调速装置智能故障诊断系统的建立52-58

4.2.1 知识存储系统的建立53-56

4.2.2 学习系统的建立56

4.2.3 推理机的建立56-57

4.2.4 解释器的建立57

4.2.5 人机界面的建立57-58

4.3 变频调速装置智能故障诊断系统的实现58-68

4.3.1 径向基函数神经网络的输入输出设计58-60

4.3.2 构造径向基函数神经网络故障诊断模型60-65

4.3.3 改进的径向基函数神经网络模型65-68

4.3.4 神经网络与专家系统的通信68

4.4 本章小结68-69

5 变频调速装置故障诊断系统软件设计研究69-75

5.1 数据库设计69-70

5.2 MATLAB 与VISUAL C++接口的实现70-71

5.3 VISUAL C++与数据库接口的实现71-74

5.4 本章小结74-75

6 结论与展望75-76

6.1 结论75

6.2 展望75-76

参考文献76-80

作者简历80-81

学位论文数据集81

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