基于小波分析及网络的电力电子电路故障诊断方法

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1、万方数据第9卷第6期2005年11月电机与控制学报ELECTRICMACHINESANDCONTROLVol9No6NOV．2005基于小波分析及网络的电力电子电路故障诊断方法李微。谭阳红，彭永进(湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：针对电力电子电路故障，结合小波多分辨分析，将信号的特征提取作为网络的第一层，用小波函数代替普通神经网络中的s函数，提出了函数型和权值型两种不同的4层小波神经网络方法．给出了相应的数学模型和学习算法。以三相整流桥电路为例，建立了小波神经网络的输出与故障元之间的对应关系，实现了电路的故障诊断，并与用普通BP网络诊断的结果进行了

2、比较。仿真结果验证了两种方法的正确性。关键词：多分辨分析；小波网络；故障诊断；电力电子电路中国分类号：TPl83文献标识码：A文章编号：1007一d．49X(2005)06—0554—04FaultdiagnosismethodsofpowerelectroniccircuitsbasedonwaveletanalysisandnetworkLIWei．TANYang—hong．PENGYong-jin(CollegeofElectric＆hffonnationEngineering，HunanUniv，Changsha410082，Clfina)Abstract：Int

3、hispaper，twodifferentfour—layerwaveletneuralnetworks，inwhichthefeaturesofsignalareextractedasfirst——layerofnetworkandtheS—·functioningeneralneuralnetworkarereplacedbywaveletfunction，aleconstructedintegratedwithwaveletanalysisforfaultdiagnosisofpowerelectroniceimuits，andthemathematicalmode

4、landlearningalithmeticaregivcn．Inthree—phaserectifiercircuit，basedonwaveletneuralnetworksconstructed，therelationshipbetweentheoutputofwaveletneuralnet一、vorkandthefaultsisfounded，thefaultdiagnosisofcircuitsisachieved，andthediagnosisresultsbytwonetworksarecomparedwithibbygeneralBPnetwork．Th

5、etwomethodsareverifiedbysimulation．Keywords：multi—resolutionanalysis；waveletneuralnetwork；faultdiagnosis；powerelectroniccircuit1引言随着电力电子电路的应用日益广泛，故障诊断问题越来越突出。电力电子电路的故障大多数表现为晶闸管的损坏，其中晶闸管的开路和短路最为常见。由于电力电子电路构成的装置发生故障后，为了避免故障的扩大，必须快速(数毫秒到数十毫秒内)将主电路停电，这会使故障状态下的信息随之消失。操作人员必须在电力电子电路不通电的条件下，迅速抓住报

6、警实质，判断出故障元件，并更换损坏的元件，恢复生产。这有赖于操作人员经验和熟练程度，但是，受到现场环境和人为因素的影响，即使经验丰富的操作人员也可能出现误判断，从而延长了停机维修的时间，影响了生产。在电力电子电路中应用自动故障诊断技术，是有其现实意义和经济意义的⋯。小波神经网络(简称小波网络)是神经网络和小波理论结合的产物”1。它兼具了小波多尺度分辨的能力和神经网络并行计算的能力，具收稿日期：2004—09—10；修订日期：2004—11—19作者简介：李微(1981一)，男，硕士研究生，研究方向为电力电子与电力传动、神经网络、变结构控制；谭阳虹(1971一)，女．博士、

7、副教授，主要从事神经网络、小波厦信号处理、故障诊断等方面的科研和教学工作彭永进(1938一)，男，博士生导师、教授，研究方向电力电干与电力传动、离散事件动态系统、变结构控制。万方数据第6期基于小波分析及网络的电力电子电路故障诊断方法555有收敛速度快，鲁棒性好，逼近能力强等优点，成为研究的热点”，。本文针对电力电子电路故障，结合小波多分辨分析，将信号的特征提取作为网络的第一层，用小波函数代替普通神经网络中的S函数，采用自适应BP算法，构造了函数型小波网络和权值型小波网络。以三相整流桥电路为例，建立了小波神经网络的输出与故障元之