牵引变流器故障诊断的研究

论文摘要

本文首先阐明了故障诊断的目的和意义,接着综述了现代故障诊断理论研究情况,分析了目前将智能故障诊断理论应用于CRH5型动车组牵引变流器中所存在的不足,提出了基于小波分析和神经网络理论的牵引变流器故障诊断方法。论文介绍了CRH5型动车组牵引变流器内部结构和工作原理,根据对变流器工作机理的分析,提出了以变流器的输出电流作为故障特征参数的方法。用MATLAB／SIMULINK软件仿真了变流器逆变器环节不同元件开路故障时的运行情况,得到了不同故障状态下的输出电流波形,并采用小波分析理论进行了电流波形故障特征的提取,然后对分解系数进行能量求解,构造出对应的特征向量。在小波分析的基础上,提出了基于BP神经网绍的变流器故障识别方法。结合小波分析构造的特征向量,探讨了神经网络的学习样本的设计方法以及BP神经网络的设计方法,并进行了变流器逆变环节开路故障诊断的仿真,研究表明这种识别方法是有效的。采用神经网络诊断方法,有利于提高故障诊断的性能以及减少象专家系统那样需对大量数据进行分析整理归纳的工作量,具有广阔的发展前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 故障诊断技术的发展与研究现状
• 1.1.1 故障诊断技术的发展史
• 1.1.2 故障诊断的主要理论和方法
• 1.1.2.1 基于信号处理的方法
• 1.1.2.2 基于解析模型的方法
• 1.1.2.3 基于知识的故障诊断方法
• 1.2 故障诊断研究的意义
• 1.3 本文主要研究内容及篇章安排
• 第2章 牵引变流器的工作原理及仿真分析
• 2.1 动车组牵引传动系统结构和工作原理
• 2.2 牵引变流器电路结构和工作原理
• 2.2.1 牵引变流器的结构
• 2.2.2 牵引变流器的工作原理
• 2.3 牵引变流器的仿真
• 2.3.1 仿真工具SIMULINK简介
• 2.3.2 变流器的MATLAB仿真模型
• 2.4 牵引变流器的故障工况分析
• 2.4.1 牵引变流器的故障
• 2.4.2 牵引变流器的故障仿真
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于小波分析的牵引变流器故障特征提取
• 3.1 小波分析的基本理论
• 3.2 变流器输出电流波形的小波变换
• 3.3 基于小波分解的能量特征提取
• 3.4 本章小结
• 第4章 神经网络理论
• 4.1 神经网络综论
• 4.1.1 神经网络的特点
• 4.1.2 神经元模型
• 4.1.3 神经网络的结构类型
• 4.1.4 神经网络的学习方法
• 4.2 BP神经网络的原理和算法
• 4.2.1 BP神经网络的结构和算法
• 4.2.2 BP算法的改进
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于神经网络的牵引变流器故障识别
• 5.1 变流器故障模式
• 5.2 故障特征参数及学习样本的设计
• 5.3 神经网络的设计
• 5.4 故障神经网络的测试
• 5.5 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文