基于模型的电力电子电路智能故障预测技术研究

发布时间：2017-01-20 08:09

  本文关键词：电力电子电路参数辨识新方法与故障预测算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

《南京航空航天大学》 2014年

基于模型的电力电子电路智能故障预测技术研究

朱宝琳  

【摘要】：电力电子技术能够实现高效的电能变换，其在航空航天、风力发电等领域都具有广泛应用，然而电力电子电路通常工作在高频率的开关工作方式下，属于强非线性系统范畴，这给电力电子电路的工作稳定性和安全性带来巨大挑战。电力电子电路一旦发生故障，轻则造成电器产品损坏，重则造成重大人员伤亡和财产损失，，威胁社会和谐稳定。对电力电子电路进行故障预测，可以有效预警系统故障，实现事后、事中维修向事前维修转变，防止各类事故发生。因此，研究电力电子电路故障预测技术在工程实践中具有重要理论研究意义和经济效益。 本文以实现电力电子电路故障预测为目标，从电力电子电路等效模型的建立、故障仿真和故障预测等方面出发，主要研究了以下几个方面内容： （1）电力电子电路主要器件等效电路模型及其失效机理分析。通过分析功率MOSFET、电解电容器、二极管和电感的等效电路模型和失效机理来确定表征器件健康状况的故障特征参数。 （2）建立典型电力电子电路的键合图模型并实现其故障仿真。建立了非理想Buck变换器和非理想Boost变换器的键合图模型，对电路实行在线故障注入，观察故障仿真波形，验证了电解电容等效串联电阻增大会导致输出电压纹波增大这一理论推导结果。根据非理想情况下Buck变换器和非理想情况下Boost变换器平均模型，建立了相应的平均键合图模型，平均键合图模型能够缩短计算机仿真时间，直观地观察系统输出。 （3）研究了电力电子电路元件级和系统级故障预测方法。针对电力电子电路工作在高频、非线性方式下的特点，以电解电容器等效串联电阻和电容量作为电解电容器的故障特征参数，以电路输出电压平均值和输出电压纹波值作为系统性能退化指标，采用粒子滤波（PF）、卡尔曼滤波算法和灰色预测模型分别进行了元件级和系统级故障预测，并比分析了三种预测方法在电力电子电路故障预测中的效果和性能。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM13
【目录】：

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1 温殿忠;潘择群;杨子江;张海燕;冯昌浩;;基于MEMS技术研制RF硅基微电感线圈[J];黑龙江大学工程学报;2010年04期

2 张宝珍;;国外综合诊断、预测与健康管理技术的发展及应用[J];计算机测量与控制;2008年05期

3 徐玉国;邱静;刘冠军;吕克洪;;基于损伤标尺的电子设备预测维修决策优化[J];航空学报;2012年11期

4 申成功;场效应管的特性、检测及使用(下)[J];家庭电子;2003年04期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邱立军;;故障预测与健康管理技术在航空装备领域的应用[J];四川兵工学报;2012年03期

2 王瑜;方群;杨斌;;基于.NET的IETM在指挥自动化装备保障中的应用研究[J];电脑与信息技术;2010年06期

3 许刚;叶丽娜;韩玮;;测试与诊断技术的发展对装备计量保障工作的影响[J];国防技术基础;2009年08期

4 金鑫;任献彬;周亮;;智能故障诊断技术研究综述[J];国外电子测量技术;2009年07期

5 范庚;马登武;张继军;;一种基于小样本数据的装备故障预测方法[J];弹箭与制导学报;2012年04期

6 王爱亮;郑玉航;王爱丽;;复杂武器系统PHM模型研究[J];四川兵工学报;2013年06期

7 吴彩萍;;航空机电产品故障预测和健康管理技术[J];电源技术应用;2013年04期

8 刘泓韬;石君友;李海伟;;航电产品BIT研制流程设计与应用[J];工程设计学报;2013年05期

9 杨新宇;马齐爽;张琳;张强;;变频机组故障预测与健康管理系统[J];重庆大学学报;2014年04期

10 江秀红;段富海;陈璞;金霞;;基于GO法和RCM的惯性导航系统预测维修平台设计[J];兵工学报;2014年09期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 曲蔚然;林岩;刘洛霞;;机载设备机电伺服控制系统的健康管理系统设计[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年

2 武维新;罗汉生;杨兴国;虞建飞;罗乖林;;航空维修工程专业发展研究[A];航空科学技术学科发展报告(2008-2009)[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 程哲;直升机传动系统行星轮系损伤建模与故障预测理论及方法研究[D];国防科学技术大学;2011年

2 胡雷;面向飞行器健康管理的新异类检测方法研究[D];国防科学技术大学;2010年

3 邱雷;基于压电阵列的飞机结构监测与管理系统研究[D];南京航空航天大学;2011年

4 刘永建;基于改进神经网络的民机发动机故障诊断与性能预测研究[D];南京航空航天大学;2012年

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1 徐新海;基于层次SDG的航空发动机故障诊断方法研究[D];南京航空航天大学;2010年

2 徐送文;高危生产过程安全监测诊断及预测系统研究[D];华中科技大学;2009年

3 孙博;飞航导弹健康管理系统控制层算法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 张新鹏;直升机传动链故障诊断与健康管理系统设计及关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

5 柳邦奇;Hilbert-Huang变换在PHM数据采集处理系统中的应用研究[D];天津大学;2012年

6 李伟;超速离心机健康状态评估方法的研究[D];湖南大学;2011年

7 李振翼;PHM对提升新一代飞机综合保障能力的研究[D];电子科技大学;2009年

8 王浩;电迁移寿命预警电路设计[D];广东工业大学;2012年

9 孙超;基于MEMS平面变压器螺旋电感的研究及设计[D];电子科技大学;2012年

10 贾云涛;基于改进灰色系统的电力电子装置故障预测技术研究[D];南京航空航天大学;2012年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 曾声奎,Michael G.Pecht,吴际;故障预测与健康管理(PHM)技术的现状与发展[J];航空学报;2005年05期

2 杨懿;王立超;邹云;;考虑预防性维修的离散时间单部件系统的可用度模型[J];航空学报;2009年01期

3 吕德峰;左洪福;蔡景;;基于功能检测的备用系统维修优化研究[J];航空学报;2009年04期

4 崔建国;赵云龙;董世良;张红梅;陈希成;;基于遗传算法和ARMA模型的航空发电机寿命预测[J];航空学报;2011年08期

5 梁旭;李行善;张磊;于劲松;;支持视情维修的故障预测技术研究[J];测控技术;2007年06期

6 张宝珍;曾天翔;;PHM:实现F-35经济可承受性目标的关键使能技术[J];航空维修与工程;2005年06期

7 王西宁,赵小林,周勇,蔡炳初;悬空结构射频微电感的制作研究[J];微细加工技术;2003年04期

【相似文献】

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1 陈玉庆;周士贵;闫绍敏;邵杰;杨辉;;电力电子电路设计型试验的研究[J];中国科技信息;2007年24期

2 杨媛媛;王友仁;崔江;;一种电力电子电路参数性故障的辨识方法[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2011年02期

3 李;复杂性测度分析在电力电子电路故障预测中的应用[J];中国无线电电子学文摘;2004年02期

4 马西奎;李明;戴栋;张浩;邹建龙;;电力电子电路与系统中的复杂行为研究综述[J];电工技术学报;2006年12期

5 余义传;王东明;郑万朗;;一种描述电力电子电路状态转换的新方法[J];电力系统保护与控制;2008年14期

6 余明杨;蒋新华;;电力电子电路的传输线计算机仿真模型研究[J];计算机仿真;2008年08期

7 陈禾青;集成式电力电子电路实验装置的研究[J];武汉水利电力学院学报;1989年03期

8 徐德洪,程肇基,范云其;;诊断电力电子电路故障的新方法──沃尔什分析法[J];电工技术学报;1993年01期

9 赵异波;何湘宁;;电力电子电路的数字化控制技术[J];电源技术应用;2002年11期

10 柯励伟;;浅谈电力电子电路的控制技术[J];科技资讯;2006年29期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 赵异波;何湘宁;;电力电子电路的数字化控制技术[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年

2 刘庆珍;蔡金锭;;基于粗糙集理论的电力电子电路故障诊断[A];第十六届电工理论学术年会论文集[C];2004年

3 李文娟;戈宝军;周美兰;;电力电子电路波形仿真软件开发[A];第三届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集[C];2005年

4 梁永春;刘庆瑞;孙会琴;郭英军;;动画仿真技术在电力电子教学中的应用[A];第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（上册）[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 江伟;电力电子电路中复杂行为分析及其控制研究[D];安徽大学;2011年

2 胡乃红;电力电子电路中快标分叉及混沌控制研究[D];安徽大学;2012年

3 张志学;基于混杂系统理论的电力电子电路故障诊断[D];浙江大学;2005年

4 于东升;电力电子电路中的分岔、混沌及其应用研究[D];中国矿业大学;2011年

5 吴建德;基于电力电子电路的功率/信号复合传输方法和理论研究[D];浙江大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘玉飞;基于复杂网络理论的电力电子电路可靠性分析研究[D];华南理工大学;2013年

2 杨媛媛;电力电子电路参数辨识与故障预测方法研究[D];南京航空航天大学;2011年

3 张建民;基于波形分析技术的电力电子电路故障诊断方法研究[D];湖南大学;2007年

4 吴祎;电力电子电路故障特征参数提取与健康预报研究[D];南京航空航天大学;2013年

5 韩晓静;基于小波变换与神经网络的电力电子电路故障诊断研究[D];南京航空航天大学;2008年

6 朱宝琳;基于模型的电力电子电路智能故障预测技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

7 王林国;基于混杂系统模型的电力电子电路参数性故障诊断[D];浙江大学;2006年

8 刘权;电力电子电路智能故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2007年

9 陈妤;电力电子电路参数辨识新方法与故障预测算法研究[D];南京航空航天大学;2012年

10 盛艳燕;电力电子电路故障诊断与预测技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

  本文关键词：电力电子电路参数辨识新方法与故障预测算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

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