电力电子电路智能故障诊断方法研究-电气工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 西华大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期 西华大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西 华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。(必威体育官网网址的论文在解 密后遵守此规定) 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期 西华大学 西华大学硕士学位论文 摘 要 随着电力电子技术的快速发展及其高性能器件的出现，目前电力电子电路已广泛应 用于电气工程领域的工业生产与国防军事中，如高压直流输电、高性能电源等都涉及到 电力电子电路。而这些设备中的电力电子电路是故障高发区，一旦电力电子电路发生故 障，将威胁到整个设备甚至造成人身安全。因此实现智能、快速、准确诊断电力电子电 路装置的故障具有重要意义，而对其相关理论和方法研究是实现智能故障诊断的前提。 目前在电力电子电路故障诊断中通常用到的方法有：故障字典、故障树、谱分析、 直接检测开关器件两端电压等方法，但这些方法各有一些不足。如故障树法虽然直观、 通用，然而建树工作量大，在实际应用中受到很大限制。近些年，神经网络、支持向量 机等方法被广泛应用在各种装置的故障诊断中，重要的一个原因是他们无需建立模型、 强大的自学习及并行计算的能力，但它们也存在训练中不易找到最佳分类参数的缺点。 文中针对现有电力电子故障诊断算法中存在的一些不足，对现有的诊断方法进行优 化，提出快捷、精度高的智能故障诊断方法，以提高故障诊断率。在神经网络及支持向 量机等传统模式识别方法基础上，与其它群智能优化方法相结合提出基于群智能的电力 电子电路智能故障诊断方法并用仿真实例验证方法的可行性与科学性。 首先选取了电力电子电路中的典型电路——双桥 12 相脉波整流电路，对其进行建 模，并对各种故障进行仿真，提取到故障波形。然后运用主元分析信息处理方法对提取 到的信息进行压缩降维，得到适用于进行故障诊断的输入信息。 提出一种基于移民算子与迁徙算子的多种群遗传算法优化 BP 网络的电力电子故障 诊断方法。该方法把传统遗传算法使用的单个种群寻优变为多个种群同时协同寻优，并 引入移民算子与迁徙算子在各个种群之间进行信息交流，算法在实现过程中极大程度上 避免了“早熟”问题。接着运用多种群遗传算法优化后的 BP 网络建立故障模式识别器， 用来诊断 12 相脉波整流电路的各种故障类型。最终结果表明，采用此方法能够准确识 别各故障类型，而且具备抗噪性好，诊断精确度高的特点。 提出一种基于双视野自适应人工鱼群算法优化支持向量机的故障诊断方法。该方法 通过取得当前人工鱼与最优和最近人工鱼的两种距离进而形成人工鱼的两种视野。拥有 两种视野的人工鱼在寻优时既可以及时跳出局部最优值，又可以在全局最优值附近顺利 找到全局极值。最后用改进后的鱼群算法优化支持向量机对双桥 12 相脉波整流电路进 行故障诊断，结果表明，该算法具有收敛速度快，识别精度高的特点。 关键词：电力电子电路；故障诊断；遗传算法；神经网络；鱼群算法；支持向量机； I 电力电子 电力电子故障诊断方法研究 Abstract With the rapid development of power electronics technology and the appearance of high-performance power electronic devices, currently power electronic circuits have been widely used in electrical engineering field of industrial production and military defense, such as HVDC, AC-DC power transmission, high-performance power supply are all related to the power electronic circuits. However, the power electronic circuits in