基于分数阶傅里叶变换的无刷直流电机逆变器故障诊断技术研究.pdf

《基于分数阶傅里叶变换的无刷直流电机逆变器故障诊断技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·电气与自动化·吴鑫，等·基于分数阶傅里叶变换的无刷直流电机逆变器故障诊断技术研究基于分数阶傅里叶变换的无刷直流电机逆变器故障诊断技术研究吴鑫，崔江，陈则王(南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016)摘要：研究了基于分数阶傅里叶变换(FRfTr)的无刷直流电机逆变器开路故障诊断技术。首先，对待测电路的输出电流信号进行分数阶信息分析；其次以类内类间距离为判据，寻取最优分数阶傅里叶变换P值，并提取故障特征；最后，采用基于支持向量机方法进行故障诊断。另外，对几种常用的信号处理方法得到的结果进行比较，仿真结果证明，基于分

2、数阶傅里叶变换的故障诊断技术是可行的。关键词：无刷直流电机；逆变器；故障诊断；分数阶傅里叶变换；支持向量机中图分类号：TM33文献标志码：B文章编号：1671—5276(2014)03—0186—03BrushlessDCMotorInverterFaultDiagnosisTechnologyResearchBasedonFractionalFourierTransformWUXing，CUIJiang，CHENGZe·wangCollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversi

3、tyofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，ChinaAbstract：Thispaperstudiestheopen—circuitfaultdiagnosistechnologyofBrushlessdcmotor(BLDCM)inverter．Firstly，theoutputcurrentsignalofthecircuitwhichhasyettobetestedisanalyzedbasedonfractionalFouriertransform(FRFT)．Se

4、condly，thebestFRFTvalueofPandthefaultfeaturesareobtainedbasedoninternalandintervaldistancecriterion．Finally．thesupportvectorma‘chine(SVM)isutilizedforidentifyingthefault．Inaddition，theresultsbasedonseveralfrequently—usedsignalprocessingmethodsarecomparedinthispap

5、er．TheresultsofthesimulationprovethatthefaultdiagnosistechnologybasedonfractionalFouriertrans‘formisfeasible．Keywords：BLDCM；inverter；faultdiagnosis；FRFT；SVM的特征进行比较、分析，寻求最优的故障特征，最后运用支0引言持向量机进行故障诊断。无刷直流电机(BLDCM)因其结构简单、运行效率高、调1分数阶傅里叶变换定义及特点速性能好，已经越来越广泛地应用在各个领域中。无刷直流

6、电机驱动系统中逆变器的功率半导体管器件是最易发生故传统的傅里叶变换是分析和处理平稳信号的一种标准障的薄弱环节，其故障率约占整个系统故障的82．5％⋯。因和有力的工具，而对于分析和处理时变的非平稳信号则显得此，准确定位逆变器故障，据此进行容错控制，是提高无刷直乏力，这是由于傅里叶变换采用的全局性的基函数所决定流电机驱动系统运行安全性和可靠性的根本。的。FRTT方法已经在信号检测、滤波器、图像处理等领域得逆变器功率管故障可分为短路和开路。功率管短路到广泛的重视和应用。FRFr作为傅里叶变换的一种广故障已有成熟的解决方案，即通

7、过硬件电路检测其D—S义形式，可以解释为信号在时频平面内坐标轴绕原点逆时针压降，可准确定位故障管。而功率管开路时，电机往往旋转任意角度后构成的分数阶傅里叶域上的表示方法。如还能继续运行，不易发现，从而导致二次故障，引发更大的图1所示，其中a=pw／2，P表示FRFr的分数阶次。事故。文献[3]对现有的逆变器功率管开路故障诊断方信号的P阶FRFT可表示为：法进行了归类和总结，可分为基于电流量的诊断方法和基(u)：[](u)=Jk(￡，“)，(f)dt(1)于电压量的诊断方法。文献[4]提出了一种基于傅里叶变换和神经网络的逆

8、变器故障检测与诊断方法，利用了加其中k(t，)为分数阶傅里叶变换的核函数：窗傅里叶变换提取故障特征。文献[5]对电机三相电流k(f，u)=进行小波变换提取故障特征，并通过BP神经网络识别故障类型。『√唧cot叫⋯盯本文采用分数阶傅里叶变换(FRFT)对输出相电流进1【-fxt--u)Ol：2nlr、行故障特征提取，并