基于问题导向的在线教学研究

本文以“电力电子技术基础”的在线教学为例,开展以学生为中心的基于问题导向的教学方法优化实践。教学过程中,结合学校教师教学发展中心组织的EMI教师培训,对教学计划、教学重点进行了大力度的改进;同时,结合过程中与学生的交互、期末学生的反馈以及同行专家的建议,对本次的优化改进进行了教学分析、分析、反思和总结,以期不断提升本课程的教学质量,并为其它工科类课程的教学优化提供借鉴。     

基于ESR的电解电容器在线故障诊断系统设计

ESR(等效串联电阻)是评估电解电容器健康状态的重要指标之一,而由于电解电容器结构特殊性,ESR值很难直接测量。为了实时监测电解电容器的健康状态,建立了电解电容器等效模型,分析并测试了ESR频率特性与温度特性,提出一种通过在线计算ESR评估电解电容器健康状态以实现在线故障诊断的方法。该方法将ESR实时计算值和初始值作比较,在同等工作条件下当前者相对于后者增加至一定数值时,可认为该电解电容器已失效,观测者可根据此机理及时进行更换处理。最后通过dSPACE半实物实验平台对新方法的有效性进行了实验验证。     

一种SH-ResNet模型的换流阀外冷却系统最优化选型方法

为在换流阀外冷却系统设计初期快速选择合理的冷却方式,分析了影响冷却方式选择的当地气候环境和换流站设备条件等因素,构建基于堆叠异构的残差网络（SH-ResNet）模型用于对冷却方式进行分类,模型集成了有监督的分类器与无监督的聚类方法,并将ResNet作为元分类器,深度挖掘输出结果之间的潜在联系。通过研究近年来不同地区站点的气候环境、换流阀冷却系统需求、设备布置情况以及最终设计使用的冷却方式,总计209个样本数据对所提出模型进行训练与评估试验。结果表明:SH-ResNet的分类正确率达到0.97,相较于基础分类器平均提高了11.46%,可见,在样本集较小的情况下该模型保证了其强大的泛化能力,并提高了分类准确度。基于该模型的冷却方式推荐系统交互窗口的设计不仅给予了冷却方式的推荐占比,并可视化特征参数与冷却方式间的联系,为换流阀外冷却系统设计提供了一种最优化选型方法。     

基于特征提取与误差补偿的金属化薄膜电容器剩余寿命预测

金属化薄膜电容器是轨道交通变流系统的重要元器件之一,精确预测其剩余寿命有助于优化变流系统的运行维护策略,降低系统运用成本,同时降低故障和突发事故发生所带来的损失。由于老化试验成本与时间的限制,当前的寿命预测存在数据样本数小、特征参数测量点少等问题,因此,文中采用能较好适应该类样本的支持向量回归(support vector regression,SVR),并利用深度置信网络(deep belief network,DBN)在未构建复杂且未知的经验退化函数下对电容量退化序列的特征进行深度提取,建立融合DBN与“双通道”支持向量回归(binary support vector regression,BSVR)的预测模型,其中“第一通道”基于Linear核函数的SVR对序列实行多步递归预测(recursive multi-step forecast strategy,RMFS),随后将所获误差代入基于Gauss核函数的“第二通道”SVR完成误差补偿训练,较好地消除了实行RMFS时所造成的累积误差。就此,提出基于特征提取与误差补偿的剩余寿命预测方法,并在老化试验下的金属化薄膜电容器电容量退化数...     

非侵入式机车主变压器绕组故障在线诊断方法

为在不改变电力机车系统原有结构的前提下实现对主变压器绕组故障的实时检测,提出一种基于分布参数模型的非侵入式交流机车主变压器绕组故障在线诊断方法.首先通过理论分析得到正常情况下主变压器的输入输出电压差ΔV与输入电流i_1之间关系ΔV-i_1是一个中心位于直角坐标系原点的斜椭圆轨迹,不同类型的绕组故障对应不同的ΔV-i_1轨迹.然后基于dSPACE实验平台对诊断方法进行了验证.实验结果表明:匝间短路时,随着短路百分比的增大,椭圆面积不断增大,离心率呈不断减小;轴向位移时,随着故障严重程度增加,离心率呈正上升趋势,而椭圆长、短轴及其面积呈下降趋势;盘间短路时,椭圆短轴减小,倾角变化明显.对比正常情况与故障情况下的ΔV-i_1轨迹差别,诊断方法可以准确识别多种绕组故障.     

基于输出电流轨迹的机车逆变器开路故障在线诊断方法

为了适应车载逆变器负载变化范围大的特点,兼容现有变流器的应用场合,保障行车安全,同时提高逆变器开路故障的检修效率,提出一种基于两相输出电流轨迹的功率管开路故障在线诊断方法。在三相基本平衡的情况下,用解析的方法推导得到两相电流合成的轨迹为笛卡尔坐标系下的一个椭圆,椭圆的倾角和离心率与电流幅值无关,其大小与电流幅值成正比。通过理论分析证明,对于单管开路故障和两管开路故障共21种故障类型,电流轨迹有21种不同的特征,对这些轨迹进行观测或辨识可以达到隔离故障的目的。同时,提出不受负载变化影响的故障定位方法。最后,利用d SPACE实验平台验证了该数学模型的准确性以及在线诊断方法的有效性。