基于人工免疫算法的异步电机转子断条故障诊断的研究

论文摘要

感应电机以其结构简单、价格低廉、可靠性高、维护方便而在工农业生产中取得了广泛应用。一旦发生故障,就可能引起其它部件甚至整个系统的停产或者损坏,有时甚至会造成严重的事故,致使人员和财产遭受巨大损失。因此保障电机的可靠性,具有十分重要的意义。本文基于人工免疫算法的阴性选择原理,提出一种新的对绕线式异步电机转子故障诊断的新方法。本文主要进行了以下几方面的工作：首先,本文讨论了转子断条故障诊断的原理,研究了转子发生断条故障时,定子电流中将出现相应的故障特征分量。本文以绕线式异步电机研究对象,主要采用定子电流分析法,通过MATLAB/SIMULINK建立绕线式异步电机在正常情况和转子断条故障情况下的运行状态仿真模型,采集绕线式异步电机定子电流数据,以确立合适的断条故障判据,作为第四章进行仿真的数据。其次,本文主要研究了人工免疫算法中的阴性选择算法,基于基本阴性选择算法存在的缺点,在其基础上研究并改进了常半径以及V向量和MO多操作阴性选择算法,通过对三种算法的结果比较,可以得出MO算法的优点：检测器安排最适当的方式,以最低的检测器数目最大半径的可能,以减少它们之间的重叠。最后,本文设计了基于改进阴性选择算法的异步电机转子断条故障诊断的仿真实验,实验结果表明,改进后的阴性选择算法检测器在故障检诊断性能和诊断效率方面相较于传统算法有较大的提高,有较好的故障诊断效果。通过改进的阴性选择算法对绕线式异步电机转子断条故障的研究,数字仿真和实验结果表明MO阴性选择算法对故障有较好的效果,证明本文所应用的方法是切实可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本文研究的目的和意义
• 1.2 电机故障诊断技术
• 1.2.1 故障诊断技术
• 1.2.2 异步电机常见故障及其诊断技术
• 1.3 人工免疫算法起源与发展
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 异步电机转子断条的研究
• 2.1 异步电机基本原理
• 2.2 异步电机的转子断条故障研究
• 2.2.1 异步电机的转子故障
• 2.2.2 异步电机故障检测方法
• 2.2.3 采用电子电流检测法的好处
• 2.3 基于定子电流法的绕线式异步电机转子断条仿真
• 2.3.1 转子断条故障特征向量的产生
• 2.3.2 绕线式异步电机转子断条的仿真
• 2.4 本章小结
• 第3章 人工免疫算法
• 3.1 人工免疫算法
• 3.2 常用人工免疫系统算法
• 3.2.1 免疫网络算法
• 3.2.2 克隆选择算法
• 3.2.3 阴性选择算法
• 3.3 阴性选择算法中的计算量
• 3.3.1 亲和度
• 3.3.2 数据标准化
• 3.3.3 蒙特卡罗方法
• 3.3.4 孔洞
• 3.4 改进的阴性选择算法
• 3.4.1 常半径阴性选择算法的研究
• 3.4.2 V向量实数值阴性选择的研究
• 3.4.3 MO Algorithm阴性选择算法的研究
• 3.4.4 三种算法结果的比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于阴性选择算法的异步电机故障诊断
• 4.1 转子断条故障诊断
• 4.1.1 基于阴性选择算法的故障诊断依据
• 4.1.2 检测器的产生
• 4.1.3 免疫算法应用于电机故障诊断
• 4.1.4 第二次抗原输入
• 4.2 仿真结果
• 4.3 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢