基于自适应神经模糊推理系统的三电平逆变器故障诊断研究

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1、硕士学位论文基于自适应神经模糊推理系统的三电平逆变器故障诊断研究ResearchonFaultDiagnosisofThree-LevelInverterBasedonAdaptiveNetwork-basedFuzzyInferenceSystem作者：王雷导师：何凤有教授中国矿业大学二О一五年六月中图分类号TM464学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于自适应神经模糊推理系统的三电平逆变器故障诊断研究ResearchonFaultDiagnosisofThree-LevelInverterBasedonAdapt

2、iveNetwork-basedFuzzyInferenceSystem作者王雷导师何凤有教授申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业电气工程研究方向多电平逆变器故障诊断答辩委员会主席谭国俊评阅人二○一五年六月论文审阅认定书研究生王雷在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢光阴似箭，转眼间三年的研究生求学生涯即将结束，值此论文完稿之际，向关心

3、、帮助和支持我的人表示最真挚的谢意。首先特别感谢我的导师何凤有教授。经师易遇，人师难遭。何老师知识渊博，举止间透露着儒雅之气，在学习和生活中都给予了我莫大的帮助。在学习方面，每当我迷茫的时候总能为我指明方向，每次交谈都有豁然开朗的领悟。在生活方面，何老师时刻教导着我良好的生活习惯才能培养严谨的工作作风。此文是在何老师悉心指导下完成的，从论文选题、设计思路、论文的撰写、修改和定稿等各个阶段都凝聚着何老师的心血。何老师对我的教导，终生受益，我将铭记于心，在此对何老师的辛勤付出深表谢意和美好的祝福。感谢信电学院电力电子研究所谭国俊教授、邓先明教授对我课题

4、研讨时的指导，感谢吴轩钦师兄在论文修改、徐世周师兄在程序设计思想与方法、耿程飞师兄在硬件方面给予的指导，感谢曹晓冬博士的热情帮助与支持，感谢徐海奇、周选选、王真的陪伴，与他们相处的日子里，学会了他们不同角度看问题，各取所长解决问题的能力，在此衷心感谢他们对我的关心和厚爱。感谢中国矿业大学、江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心和徐州中矿大传动与自动化有限公司提供的实验条件，为我创造了良好的科研环境。感谢我的父母，在我离职重返校园的时候，是他们一直在鼓励并支持着我，是我完成学业的最大的动力。这些年来他们的养育之恩，无以为报，在此谨祝我挚爱的双亲身体

5、健康、平安幸福。感谢各位专家和老师在百忙之中评阅论文！摘要近年来，电力电子器件耐压等级无重大突破与人们日益需求的高压大功率应用成为了一对鲜明的矛盾。为此，国内外学者将研究方向转为在当前功率管耐压等级的前提下，通过拓扑结构和控制策略提高逆变器的电压和功率等级，多电平逆变技术应运而生。多电平逆变器使用了大量功率管，而功率管长时间处于高压、高频的工作环境中，功率管故障导致逆变器故障成为了不可忽视的一个问题，而多电平逆变器内部结构复杂，很难快速判断功率管故障位置，因此多电平逆变器的故障诊断成为了当前较为热门的研究方向。首先，本文以二极管嵌位式三电平逆变器为

6、故障诊断对象，分析了逆变系统故障类型及产生原因，将三电平逆变器开路故障分类，并为每个故障进行编号，利用Matlab进行故障仿真，生成故障特征空间，得出4条有用结论；其次，研究了基于减法聚类-自适应神经模糊推理系统的三电平逆变器故障诊断方法，将三相输出平均电流作为故障诊断的输入，经Clarke变换，将故障信息降维处理，考虑到故障特征的簇群特性，为优化训练效率，通过减法聚类获取每类故障中心以及隶属度函数，采用自适应神经模糊推理系统作为识别工具，通过仿真，验证该方法的有效性；再次，针对不同负载特征空间不同的问题，采用两种方法对不同负载之间的故障特征进行相

7、互转换，避免了负载变换时需要生成新的特征空间，优化该方法的工作效率；最后，采用C#、Oracle数据库、Matlab的混合编程，开发逆变器故障诊断软件，该软件拥有故障信息的保存与查询、模糊神经网络的训练与测试、在线与离线的逆变器故障诊断等功能，通过测试，软件能够快速准确的诊断出逆变器故障，并记录故障发生时间，为逆变器检修、改良电路提供了依据。本文采用的混合编程的方法为其他多电平逆变器故障诊断提供了一定的参考价值。该论文有图36幅，表9个，参考文献57篇关键词：三电平逆变器故障诊断；C#；Oracle；SC减法聚类；ANFIS自适应神经模糊推理系统；

8、Simulink仿真IAbstractInrecentyears,thereexistsacontradictionbet