直驱式永磁同步海流机叶轮不平衡故障建模与实验研究

为了研究复杂工况下叶轮不平衡故障对海流机运行的影响,建立从来流流速输入到定子电流输出的机电耦合数学模型。该模型与实验结果相匹配,不仅能呈现湍流下海流机叶轮不平衡故障特性,同时能够减少计算时的复杂运算。为了验证该模型模拟实际海流机运行的可靠性,首先对直驱式永磁同步海流机在不同流速下正常运行模式和叶轮不平衡故障模式进行实验测试。其次,利用海流机实测正常运行数据对数学模型进行修正,在修正模型中添加不平衡故障模块得到叶轮不平衡故障仿真结果,并与实验结果对比。仿真结果得到了与实测值较为相近的结果,验证了该模型的有效性和可靠性。     

基于分形神经网络的电力电子电路故障诊断

分析了电力电子电路故障产生的特征类型,提出了基于分形理论及BP网络故障诊断的方法。以三相整流桥路为例,利用分形理论建立了故障元与分形维数之间的关系,对故障信息做预处理。通过仿真试验提取出用于BP神经网络训练的学习样本,并确定出用于不同类故障的三层的BP神经网络结构,继而确定故障点。     

一种模式关联主元分析的海流机故障检测方法

针对海流机复杂工况下发电过程数据的多模式和模式频繁变动的问题,提出一种模式关联主元分析方法。从理论上分析模式变化对传统主元分析(principal component analysis, PCA)的影响,描述了过程数据多模式下的故障检测问题。提出一种模式标准化算法,动态拟合多模式数据特征。通过构建多模式关联关系,将变化模式引起的统计量差值剔除。通过搭建海流机试验平台,对比所提方法与传统检测方法验证了所提方法的有效性。理论分析和试验结果表明:在海流机变转速同时变载荷工况下,所提方法能够快速准确的检测出故障。     

直驱式永磁同步海流机叶轮不平衡的故障检测

针对波浪、湍流等影响下直驱式永磁同步海流机叶轮不平衡的故障检测,提出一种基于定子电流频率的故障特征分析方法。首先,该方法针对故障特征频率易被基波或噪声淹没的问题,采用总体最小二乘-旋转矢量不变技术(TLS-ESPRIT)估计电流瞬时频率。其次,采用广义似然比检测(GLRT)方法设计不平衡故障检测器,通过分析检测器中变量,获取合适的监测量。最后,提出一种基于伸缩变换的数据标准化方法提取故障特征,解决同一故障在不同流速下故障特征多样的问题。理论分析、海流机仿真与海流样机实验结果验证了所提方法的有效性。该方法基于定子电流,易于实现,对于保证海流机安全高效运行以及减少维护费用等方面具有重要的实际意义。     

一种融合分形与BP网络PCA的海流机故障检测方法

针对直驱式永磁同步海流发电机在非稳定工况下故障检测问题,提出了一种融合分形与BP网络PCA的故障检测方法。该方法通过计算历史监测数据的分形维数,实现历史数据与待测数据的轨迹同步和工作模式统一。通过BP网络PCA建立预测模型,去除流速变化对监测数据的影响,判断数据变化趋势。利用统计方法获取残差函数,进行故障检测。为了验证所提方法的有效性和可靠性,搭建了海流样机实验平台,用于模拟多工况运行环境,并测试多种传统方法。实验结果表明:在海流机变转速同时变载荷工况下,该方法对比其它方法能够快速准确的检测到故障,适用于解决非稳定工况的故障检测问题。     

基于FPGA的高精度超声波测距系统的设计

设计了一种基于FPGA的超声波测距模块。在时序和信号处理方面,采用Cyclone Ⅱ系列EP2C5T144C8芯片,通过设计时序发生器、高速计数、回波识别和可变门槛控制等逻辑电路模块可快速有序地对信号进行处理。在声速方面,加入了温度补偿模块,避免使用固定的声速值所引入的偏差,从而提高系统精度。该系统具有可靠性高、集成度高和响应速度快等特点,实验表明,在距障碍物600mm～3600mm时,相对误差在0.3%以内,测量精度得到很大提高。     

基于分形神经网络的电力电子电路故障诊断

针对电力电子电路的故障,分析了故障产生的特征类型,提出了基于分形理论及BP网络故障诊断的方法。以三相整流桥路为例,利用分形理论建立了故障元与分形维数之间的关系,对故障信息做预处理。通过仿真试验提取出用于BP神经网络训练的学习样本,并构建了用于不同类故障的三层BP神经网络结构,继而确定故障点。