基于ELM的航空发电机旋转整流器故障诊断方法研究

发布时间：2017-10-04 06:33

  本文关键词：基于ELM的航空发电机旋转整流器故障诊断方法研究

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【摘要】：随着多电飞机和全电飞机概念的提出和逐步实现,航空电源系统变得日益重要,其可靠性、维护性及可测试性也成为人们日益关注的问题。航空发电机是航空主电源,作为航空电源系统的核心部件,其能否正常工作直接影响着飞机的供电能力,进而影响着飞机的运行状态。旋转整流器是航空发电机的关键部件,开展航空发电机旋转整流器故障诊断方法研究,对于提高航空发电机运行可靠性,保证飞机安全运行具有重要意义。本文主要研究基于极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的航空发电机旋转整流器故障诊断方法,具体研究内容如下:(1)通过Matlab/Simulink仿真软件建立航空发电机的整体模型,对旋转整流器各种故障模式下的相关信号进行仿真分析,为后续的故障诊断奠定基础。(2)研究了极限学习机算法的基本原理,并针对该算法的某些局限性,研究了两种改进方法,分别基于思维进化算法(Mind Evolutionary Algorithm,MEA)和教与学优化算法(Teaching-Learning-Based Optimization,TLBO)。利用极限学习机和两种改进方法对航空发电机的仿真数据进行故障模式分类并与BP神经网络和支持向量机进行对比,对实验结果进行分析。(3)搭建了发电机故障模拟实验平台,进行了相关的故障实验研究。分别在发电机空载和带阻性负载情况下,设置旋转整流器故障,采用多种故障诊断方法对实测数据进行诊断,并对各种方法的性能进行对比、分析和总结。
【关键词】：航空发电机 旋转整流器 故障诊断 极限学习机 思维进化算法 教与学算法
【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】：2016
【分类号】：V267
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 课题研究背景及意义12-13
• 1.2 航空电源系统简介13-14
• 1.3 航空发电机健康管理技术现状14-18
• 1.3.1 国内外研究现状14-16
• 1.3.2 旋转整流器故障诊断技术分析16-18
• 1.4 论文研究内容与章节安排18-19
• 第二章 航空三级式同步交流发电机的系统建模与仿真分析19-39
• 2.1 三级式同步交流发电机的原理19-20
• 2.2 三级式同步交流发电机的建模20-30
• 2.2.1 坐标变换简述21-23
• 2.2.2 电励磁同步发电机数学模型及建模23-26
• 2.2.3 永磁同步发电机数学模型及建模26-27
• 2.2.4 旋转整流器模块27-28
• 2.2.5 发电机控制模块28-29
• 2.2.6 三级式发电机整体模型29-30
• 2.3 仿真实验分析30-38
• 2.3.1 基本仿真结果分析31-33
• 2.3.2 故障模式设置33-34
• 2.3.3 数据波形分析34-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 旋转整流器故障诊断方法研究39-49
• 3.1 BP神经网络简述39
• 3.2 支持向量机简述39-41
• 3.3 极限学习机简述41-42
• 3.4 改进极限学习机方法42-48
• 3.4.1 思维进化算法优化极限学习机方法43-45
• 3.4.2 教与学算法优化极限学习机方法45-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 仿真实验结果与分析49-55
• 4.1 故障特征提取49
• 4.2 故障诊断方法性能分析（以Ud为例）49-53
• 4.2.1 激活函数和隐含层节点数对ELM性能的影响49-51
• 4.2.2 稳定性分析51-53
• 4.3 故障诊断结果与分析53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 物理实验平台搭建及试验55-69
• 5.1 实验平台组成55-57
• 5.2 检测单元设计57-60
• 5.2.1 电压检测单元57-60
• 5.2.2 电流检测单元60
• 5.3 电机运行特性试验60-63
• 5.3.1 空载特性试验61-62
• 5.3.2 外特性试验62-63
• 5.4 旋转整流器故障诊断63-68
• 5.4.1 故障设置63-64
• 5.4.2 信号采集及波形分析64-65
• 5.4.3 故障特征提取65-66
• 5.4.4 算法验证及结果分析66-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 本文工作总结69
• 6.2 后续工作展望69-71
• 参考文献71-78
• 致谢78-79
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘海港;董芷岑;;航空发电机综合故障诊断技术研究[J];电子测量技术;2014年03期

2 严仰光;秦海鸿;龚春英;王慧贞;;多电飞机与电力电子[J];南京航空航天大学学报;2014年01期

3 和麟;梁丽嫒;黄潇瑶;马存宝;;基于粒子群优化SVM的飞机发电机故障诊断[J];计算机测量与控制;2013年12期

4 王薛洲;张晓斌;潘荻;;飞机三级发电机的建模与仿真[J];计算机仿真;2013年04期

5 梁波;李玉忍;薛梦娇;;飞机三级式发电系统建模与仿真[J];计算机仿真;2013年02期

6 刘勇智;刘聪;;基于EMD和LS-SVM的旋转整流器故障诊断方法研究[J];微电机;2012年04期

7 郝亮亮;王善铭;邱阿瑞;刘为群;吴龙;牟伟;;多相无刷励磁系统旋转整流器故障的仿真与识别[J];电工技术学报;2012年04期

8 江钦龙;董恩生;张源原;胡朝军;;基于信息熵的飞机交流发电机异常检测[J];计测技术;2011年04期

9 程延伟;谢永成;李光升;;基于支持向量机的旋转整流桥故障诊断[J];计算机测量与控制;2011年03期

10 李红;杨善水;;无人机交流发电系统故障诊断技术[J];南京航空航天大学学报;2009年S1期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 周虹;民用飞机故障诊断与故障风险评估的TMSDG方法研究[D];南京航空航天大学;2013年

2 崔江;基于支持向量机的模拟电子电路故障分类技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 赵云龙;航空发电机状态趋势分析技术研究[D];沈阳航空航天大学;2012年

2 李亚楠;三级式同步电机变频交流起动/发电系统的研究[D];南京航空航天大学;2011年

3 王莹玉;航空发电机健康状态预测技术研究[D];沈阳航空航天大学;2011年

4 陈卫华;飞机270V高压直流供电系统结构及仿真技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

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本文编号：969176