基于小波變換及BP網(wǎng)絡(luò)的變頻器故障診斷(共50頁)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）- PAGE II - PAGE V -摘 要三相交流(jioli)變頻驅(qū)動系統(tǒng)以其優(yōu)良的調(diào)速性能，良好的節(jié)能效果，越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、航空等領(lǐng)域。由于控制算法的復(fù)雜性及半導(dǎo)體器件的自身特點，驅(qū)動器易發(fā)生故障。論文針對變頻器的故障診斷進行研究，在建立變頻器 AC-DC-AC 模型的基礎(chǔ)上，對各種故障類型進行理論分析與仿真實驗，總結(jié)各種故障并相互比較，給出基于小波變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法。由于條件所限，無法得出故障情況下的各種故障信息，以作為故障診斷的基礎(chǔ)，所以本文首先對變頻調(diào)速系統(tǒng)在MATLAB軟件中進行仿真，建立了

2、變頻調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型。在此基礎(chǔ)上，模擬了幾種常見的變頻器本身的故障，諸如開關(guān)元件的短路、開路等。并提取了故障信息一變頻器的三相輸出電流信號。運用傅立葉變換后，得到了故障情況下，電流的幅頻特征信息，以此作為故障診斷的依據(jù)。此信息送入一個優(yōu)化設(shè)計后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可判斷故障發(fā)生的具體位置，從而減少故障維修時間，并為下一步處理提供依據(jù)。本文在變頻器的故障診斷中首次采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行診斷。利用(lyng)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)、非線性、聯(lián)想等優(yōu)點，從而使變頻器運行更為可靠。仿真結(jié)果表明：該方法可診斷 PWM 逆變電路故障，且收斂速度快，診斷準確度高。關(guān)鍵詞：變頻器，故障診斷，小波變換(binhu

3、n)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) AbstractInduction motor drive system has been widely used in industrial, commercial and aerospace applications, etc, for its excellent speed control performance and energy saving. However, the complexity of the control strategy and the features of semiconductor results easily in various fail

4、ures of the drive system. The paper mainly aimed to frequency converter for fault diagnosis，in the establishment of AC-DC-AC invertermodel based on the type of fault on the various theoretical analysis and simulation results are summarized and compared various failure presented wavelet and neutral n

5、etworks-based fault diagnosis.Beeause of the limit of condition,we can not get the fault information on the condition of fault which can be used as the base of fault detection anddiagnosis.At first the paper build the simulation model of varied-frequency varied-speed system，and on this base，simulate

6、 some kinds of inverter faults that can be meet usually such as short and open circuit fault of switch ete，then extract the fault information-the three-phase output current of inverter.When the fault information are transformed by wavelet-transform，we can get the amplitude and frequency information

7、of the three-phase current on the condition of the fault which can be used as the information of the fault diagnosis.The information input a NN that has been optimized.The NN can diagnosis the place where the fault took place so we can reduce the fault maintain time and provide the base of the next

8、step analyse.the NN is first adopted in the fault diagnosis of the inverter in this paper，and at the same time the characteristics of the NN，such as auto-learning，non-linearity，memory，are utilized to make the run of the inverter more reliable. Simulation results show that: the method can be PWM inve

9、rter circuit fault diagnosis, and the convergence speed, diagnostic accuracy.Key words: inverter, fault diagnosis, wavelet transform, neutral networks目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc296599872 摘 要 PAGEREF _Toc296599872 h I HYPERLINK l _Toc296599873 Abstract PAGEREF _Toc296599873 h II HYPERLINK l

10、_Toc296599874 1. 緒論(xln) PAGEREF _Toc296599874 h 1 HYPERLINK l _Toc296599875 1.1 課題來源、目的(md)和意義 PAGEREF _Toc296599875 h 1 HYPERLINK l _Toc296599876 1.2 國內(nèi)外變頻器故障診斷研究(ynji)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc296599876 h 1 HYPERLINK l _Toc296599877 1.3 變頻器概述 PAGEREF _Toc296599877 h 2 HYPERLINK l _Toc296599878 1.4 本文結(jié)構(gòu) PAGE

11、REF _Toc296599878 h 5 HYPERLINK l _Toc296599879 2. 變頻器逆變電路故障仿真 PAGEREF _Toc296599879 h 7 HYPERLINK l _Toc296599880 2.1 變頻器電路建模 PAGEREF _Toc296599880 h 7 HYPERLINK l _Toc296599881 2.2 電壓型PWM逆變電路故障模型 PAGEREF _Toc296599881 h 10 HYPERLINK l _Toc296599882 2.2.1 PWM基本控制原理 PAGEREF _Toc296599882 h 10 HYPERL

12、INK l _Toc296599883 2.2.2 PWM逆變電路的仿真模型 PAGEREF _Toc296599883 h 11 HYPERLINK l _Toc296599884 2.3 MATLAB仿真結(jié)果 PAGEREF _Toc296599884 h 13 HYPERLINK l _Toc296599885 2.4 本章小結(jié) PAGEREF _Toc296599885 h 19 HYPERLINK l _Toc296599886 3. 逆變電路輸出電壓的小波分析 PAGEREF _Toc296599886 h 20 HYPERLINK l _Toc296599887 3.1 小波變換

13、 PAGEREF _Toc296599887 h 20 HYPERLINK l _Toc296599888 3.1.1 小波變換的基本理論 PAGEREF _Toc296599888 h 20 HYPERLINK l _Toc296599889 3.1.2 信號的小波分解 PAGEREF _Toc296599889 h 21 HYPERLINK l _Toc296599890 3.2 變頻器的故障特征提取方法 PAGEREF _Toc296599890 h 22 HYPERLINK l _Toc296599891 3.3 小波變換程序設(shè)計 PAGEREF _Toc296599891 h 23

14、HYPERLINK l _Toc296599892 3.4 本章小結(jié) PAGEREF _Toc296599892 h 26 HYPERLINK l _Toc296599893 4. 變頻器逆變電路故障診斷的實現(xiàn) PAGEREF _Toc296599893 h 28 HYPERLINK l _Toc296599894 4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) PAGEREF _Toc296599894 h 28 HYPERLINK l _Toc296599895 4.1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 PAGEREF _Toc296599895 h 29 HYPERLINK l _Toc296599896 4.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)

15、絡(luò)的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練 PAGEREF _Toc296599896 h 29 HYPERLINK l _Toc296599897 4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練及診斷實現(xiàn) PAGEREF _Toc296599897 h 31 HYPERLINK l _Toc296599898 4.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程 PAGEREF _Toc296599898 h 31 HYPERLINK l _Toc296599899 4.2.2 故障類型編碼及診斷結(jié)果 PAGEREF _Toc296599899 h 32 HYPERLINK l _Toc296599900 4.3 本章小結(jié) PAGEREF _Toc296599

16、900 h 36 HYPERLINK l _Toc296599901 結(jié) 論 PAGEREF _Toc296599901 h 37 HYPERLINK l _Toc296599902 致 謝 PAGEREF _Toc296599902 h 38 HYPERLINK l _Toc296599903 參考文獻 PAGEREF _Toc296599903 h 39 HYPERLINK l _Toc296599904 附錄(fl) PAGEREF _Toc296599904 h 41 INDEX r e o S c 2 z 2052 錯誤(cuw)!未找到引用源。不要刪除(shnch)行尾的分節(jié)符，此

17、行不會被打印哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）本科畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGE II- - PAGE VI -千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印(d yn)。在目錄上點右鍵“更新(gngxn)域”，然后(rnhu)“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）- PAGE 45 - 緒論(xln)課題來源、目的(md)和意義伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化設(shè)備所引起的故障或事故所帶來的損失不斷增加，設(shè)備的故障診斷和維修越來越成為一個突出的問題。人們對機械設(shè)備的可靠性、安全性、可維修性等提出了越來越高的要求。因此，怎樣在設(shè)備運行中或在基本

18、不拆卸的情況(qngkung)下，借助或依靠先進的傳感器技術(shù)、動態(tài)監(jiān)測技術(shù)以及計算機信息處理技術(shù)，掌握設(shè)備運行狀態(tài)，分析設(shè)備中異常的部位和現(xiàn)象，并預(yù)測故障可能的發(fā)展和設(shè)備未來的發(fā)展趨勢是目前亟待解決的問題。目前，計算機硬件和軟件的可靠性已達到了較高水平，而主電路部分元器件的失效己成為導(dǎo)致系統(tǒng)失效的主要原因。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，80%的控制系統(tǒng)失效都是起因于元器件的故障1。所以，研究變頻器中主電路部分的故障診斷問題，無疑會具有重大的理論和應(yīng)用價值。隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求，變頻器的需求量必然大增，所以開發(fā)國產(chǎn)變頻器對我國變頻器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義2。在目前能源緊張情況下，變

19、頻調(diào)速性能的能提高能源的利用率，對國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展有著長遠的意義。國內(nèi)外變頻器故障診斷研究現(xiàn)狀故障檢測與診斷技術(shù)是一門應(yīng)用型的邊緣學(xué)科，它的理論基礎(chǔ)是現(xiàn)代控制理論、計算機工程、數(shù)理統(tǒng)計、信號處理、模式識別、人工智能、以及相關(guān)的應(yīng)用學(xué)科。故障診斷(FD)始于(機械)設(shè)備故障診斷，其全名是狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷(CMFD)。它包含兩方面內(nèi)容:一是對設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測;二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對設(shè)備的故障進行分析、診斷。設(shè)備故障診斷是隨設(shè)備管理和設(shè)備維修發(fā)展起來的。歐洲各國在歐洲維修團體聯(lián)盟(FENMS)推動下，主要以英國倡導(dǎo)的設(shè)備綜合工程學(xué)(Terotechnology)為指導(dǎo);美國以后勤學(xué)(Log

20、istics)為指導(dǎo);美國診斷技術(shù)在航空、航天、軍事、核能等尖端部門仍處于世界領(lǐng)先地位。英國在6070年代，以Collacott為首的英國機器保健和狀態(tài)監(jiān)測協(xié)會(MHMG & CMA)最先開始研究故障診斷技術(shù)。英國在摩擦磨損、汽車和飛機發(fā)電機監(jiān)測和診斷方面具領(lǐng)先地位。我國在故障診斷技術(shù)方而起步較晚，1979年才初步接觸設(shè)備診斷技術(shù)，目前我國診斷技術(shù)在化工、冶金、電力等行業(yè)應(yīng)用較好。故障診斷技術(shù)經(jīng)過30多年的研究與發(fā)展，已應(yīng)用于飛機自動駕駛、人造衛(wèi)星、航天飛機、核反應(yīng)堆、汽輪發(fā)電機組、大型電網(wǎng)系統(tǒng)、石油化工過程和設(shè)備、飛機和船舶發(fā)動機、汽車、冶金設(shè)備、礦山設(shè)備和機床等領(lǐng)域3。近年來，變頻器以其優(yōu)

21、異(yuy)的控制性能，在調(diào)速領(lǐng)域獨樹一幟，并在工業(yè)領(lǐng)域及家電產(chǎn)品中得到迅速推廣。此時，變頻技術(shù)和變頻器制造已經(jīng)從一般意義的拖動技術(shù)中分離出來，成為世界各國在工業(yè)自動化和機電一體化領(lǐng)域中爭強占先的陣地，各發(fā)達國家更是在該技術(shù)領(lǐng)域注入了極大的人力、物力和財力，使之目前己經(jīng)進入了高新技術(shù)行業(yè)。但是如果對變頻器維護不周或者使用不當(dāng)，往往導(dǎo)致變頻器不能正常運行，甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成(zo chn)中斷4。目前的變頻器故障報警系統(tǒng)都是采用快速檢測電路，將變頻器和電動機的工作狀態(tài)反饋至微處理器，并由微處理器按照(nzho)事先確定的算法處理后，判斷變頻器本身和系統(tǒng)是否異常，并給出相應(yīng)的控制或報警信號5。

22、這種報警方式需要的時間較長，而且不能實現(xiàn)精確報警。目前故障診斷理論在變頻器中的應(yīng)用還很不成熟，這一問題己引起國內(nèi)外學(xué)者的高度重視，并在理論上作了一些探討。由于主電路是變頻器最易發(fā)生故障的部位6，所以它的運行狀態(tài)直接關(guān)系到整個變頻器的安全性和可靠性，而且這部分的結(jié)構(gòu)相對簡單。因此目前對變頻器故障診斷的研究主要集中在主電路部分。變頻器概述變頻器工作原理，變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻)，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動

23、機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。變頻器結(jié)構(gòu)，變頻器一般(ybn)有交-交變頻裝置和間接變頻裝置。交-交變頻器可將工頻交流電直接變換成頻率、電壓均可控制的交流電，又稱直接式變頻器。交-交直接變頻裝置的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，它只用一個變換環(huán)節(jié)就可以把恒壓恒頻(CVCF)的交流電源變換成VVVF 電源。圖1-1交-交變頻(bin pn)裝置間接變頻裝置(交-直-交變頻器)結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。它由主電路(包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)和逆變器)和控

24、制電路組成。整流器又稱電網(wǎng)變流器，是把三相(或單相)交流電整流成直流電。常見的整流器有用二極管構(gòu)成的不可控三相橋式電路和利用(lyng)晶閘管構(gòu)成的可控三相橋式電路。逆變器又稱負載側(cè)變流器，最常見的結(jié)構(gòu)形式是利用 6 個半導(dǎo)體主開關(guān)器件組成三相橋式逆變電路。有規(guī)律地控制逆變器中主開關(guān)器件的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流電輸出。由于逆變器的負載為異步電動機，屬于感性負載，因此在中間直流環(huán)節(jié)和電動機之間總會有無功功率的變換。這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件(電容或電抗)來緩沖，所以又常稱中間直流環(huán)節(jié)為中間直流儲能環(huán)節(jié)?？刂齐娐酚蛇\算電路、檢測電路、控制信號的輸入/輸出電路和驅(qū)動電路等構(gòu)成

25、，其主要任務(wù)是完成對逆變器的開關(guān)控制、對整流器的電壓控制以及各種保護功能等，可采用模擬控制或數(shù)字控制7。圖1-2交-直-交變頻裝置(zhungzh)的構(gòu)成變頻器故障種類，故障可以理解為系統(tǒng)中至少有一個重要變量或特性偏離了正常范圍，是使得系統(tǒng)表現(xiàn)出所不期望的任何異常現(xiàn)象。變頻器和其他設(shè)備一樣(yyng)，其故障可按下述原則分類：l)按故障(gzhng)發(fā)生的時間特性劃分突發(fā)性故障，往往是突然發(fā)生并使設(shè)備喪失某種功能;間歇性故障，表現(xiàn)為功能時有時無;老化性故障，常發(fā)于設(shè)備運行壽命的后期。2)按故障發(fā)生的性質(zhì)劃分永久性故障，是指由于某種原因所引起的故障現(xiàn)象一直存在下去，如電力電子器件損壞引起的主電路

26、通斷功能喪失，保險絲熔斷造成的缺相等;偶發(fā)性故障，是指此種故障現(xiàn)象有時發(fā)生有時消失，且完全是隨機的，相當(dāng)于上述的間歇性故障，例如元件虛焊、接插件接觸不良引起電路異常，外界干擾信號引起控制邏輯混亂等。3)按故障發(fā)生(fshng)的部位劃分電源故障，指變頻器供電(n din)電源存在的故障;內(nèi)部(nib)故障，指變頻器本身的故障，又分()直流環(huán)節(jié)故障，包括整流器和中間直流環(huán)節(jié)的故障，（）逆變器故障，（）控制系統(tǒng)故障;負載故障，即電動機故障8。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變頻器故障診斷，由于基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制器是不需要對象的數(shù)學(xué)模型的，所以在故障類型和故障信號之間的邏輯關(guān)系非常難以描述的場合使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進行故障

27、診斷是十分合適的。而且變頻器是非線性、強耦合、多變量的高階系統(tǒng)，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型，傳統(tǒng)的方法非常難以實現(xiàn)精確而具體的故障報警，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為這一問題的解決提供了有效的途徑9。雖然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有著如此獨特的優(yōu)越性，但同時也存在著訓(xùn)練樣本獲取困難、網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值變現(xiàn)形式難以理解、忽視領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗知識等不足，需要進一步完善10。小波變換在故障診斷中的應(yīng)用，小波分析是最近幾年來在國際上興起的一個前沿領(lǐng)域，被認為是傅里葉分析法的突破性進展。小波分析優(yōu)于傅里葉分析在于，小波分析在時域和頻域同時具有良好的局部化性質(zhì)。小波分析可以對高頻成分采用逐漸精細的時域空間取代步長，以聚焦到對象的任意細節(jié)。因此，小波變

28、換被譽為分析信號的顯微鏡，傅里葉分析發(fā)展史上一個新的里程碑。小波分析是一個新的數(shù)學(xué)分支，它是泛函分析、傅里葉分析、數(shù)值分析的完美結(jié)合。在應(yīng)用領(lǐng)域，特別是圖像處理、信號處理、模式識別、語音分析、量子物理、計算機視覺、生物醫(yī)學(xué)工程、故障診斷及眾多非線性科學(xué)領(lǐng)域有著很廣泛的應(yīng)用11。本設(shè)計正是運用小波變換的這些特點對變頻器負載端線電壓波形進行小波分析從而得到其能量特征來作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入特征向量。建立輸入特征向量與輸出編碼的映射關(guān)系，來完成變頻器的故障診斷。本文結(jié)構(gòu)本文主要內(nèi)容如下：第2章中，變頻器故障仿真分析。鑒于現(xiàn)有條件及所掌握知識，在MATLAB中對變頻器逆變電路的故障進行仿真。此仿真基于MA

29、TLAB R2009a，其附帶的SIMULINK版本為7.3。通過其自帶的POWERSYSTEM BLOCKSET模塊搭建電路，并人為的產(chǎn)生相應(yīng)故障進行仿真。第3章中，變頻器輸出電壓的小波分解。對逆變電路進行仿真之后會得到負載的各種電壓波形，包括正常工作和各種故障情形下。得到波形后對其進行小波分解以提取其能量特征，得到幅頻和相頻特性，為后面(hu mian)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供輸入信號。第4章中，逆變電路(dinl)的故障診斷實現(xiàn)。得到的各種情形下工作的波形由于數(shù)據(jù)量非常大，故進行小波分解。小波分解之后得到各能量特征之后作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，構(gòu)建好神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之后對其進行訓(xùn)練以達到預(yù)期效果。經(jīng)過訓(xùn)練診斷的

30、準確度達到90%以上。是東方還是大開發(fā)(kif)好的師傅的決定是否變頻器逆變(n bin)電路故障(gzhng)仿真變頻器是一種成本較高的設(shè)備，所以用實物來獲取(huq)實驗數(shù)據(jù)的可行性就比較差了。為此本設(shè)計采用軟件仿真模式，首先對交-直-交電壓型變頻電路進行仿真研究，對實物系統(tǒng)進行建模，同時人為產(chǎn)生相關(guān)故障，獲取故障信息。在分析和掌握原理的基礎(chǔ)上，使用MATLAB對交-直-交電壓型變頻器進行建模、仿真，并模擬在實際工作環(huán)境中功率管常見的開路故障。對獲得的數(shù)據(jù)進行相關(guān)處理、分析以驗證仿真結(jié)果的正確性。變頻器電路建模交-直-交電壓型變頻器的主電路中，整流電路就是把工頻電源轉(zhuǎn)換成直流的電路部分，實

31、際中為了便于控制一般采用不可控整流電路，而且不可控整流電路也能獲得較高的功率因數(shù)。整流之后得到帶有六倍頻的直流電源，再經(jīng)過濾波電路、平滑電路為逆變電路提供穩(wěn)定的直流電壓。一般濾波電路采用大容量的電容以使電壓穩(wěn)定。不可控整流電路由六個二極管組成，原理圖如2-1所示，習(xí)慣將陰極接在一起的三個二極管（V1，V3，V5）稱為共陰極組；將陽極接在一起的三個二極管（V2，V4，V6）稱為共陽極組。圖2-1 三相(sn xin)橋式不可控整流電路原理此外，在導(dǎo)通順序上是按1到6的順序?qū)?，為此將二極管按如圖所示的順序編號，即共陰極(ynj)組與a、b、c三相電源相接的三個二極管分別為V1，V3，V5，而共陽

32、極組與a、b、c三相電源相接的三個二極管則分別為V4，V6，V2。分析(fnx)下它們的工作情況，一般的工作情況可以把二極管理解成觸發(fā)角為0的晶閘管，就是說相當(dāng)于=0的情況，此時，對于共陰極組的三個二極管，陽極所接交流電壓值最高的一個導(dǎo)通。對于共陽極組的三個二極管，則是陰極所接交流電壓最低或者負的最多的一個導(dǎo)通。這樣，任意時刻共陽極組和共陰極組中各有一個二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。對于這類電路的仿真就可以在可控整流的基礎(chǔ)上進行，設(shè)觸發(fā)角為=0，當(dāng)然也能使用不可控整流模塊仿真。但由于三相橋式全控整流電路是應(yīng)用最廣泛的整流電路，因此本設(shè)計建立三相橋式全控整流電路，設(shè)置其控制角=0來代表不可控整流電路。仿真

33、模型主要用到的庫為Simulink和SimPowerSystems為了方便觀察和測量需要在模型的整流變壓器和整流橋之間接入一個三相電壓-電流測量單元即Three-phase V-I measurement。整流器的輸出電壓通過多路測量器測量負載的電壓以及電流來實現(xiàn)12。使用MATLAB模型庫中的三相橋和觸發(fā)器的集成模塊來仿真三相橋式整流電路還是很方便的。其模型如圖2-2所示。圖2-2 變頻器主電路(dinl)模型 電壓型PWM逆變電路故障(gzhng)模型隨著現(xiàn)代電力電子器件產(chǎn)品的不斷改進，以及控制策略和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，PWM方式的交-直-交變頻器已經(jīng)成為變頻調(diào)速的主流。由于其結(jié)構(gòu)簡單，輸

34、出波形比較理想，而且可以消除和抑制諧波的影響等特點，使PWM電路在低頻領(lǐng)域獲得了非常廣泛(gungfn)的應(yīng)用。PWM基本控制(kngzh)原理采樣控制理論中有一個重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。沖量即指窄脈沖的面積，這里所說的效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出相應(yīng)波形基本相同13。當(dāng)電動機作為其負載時，所希望的PWM逆變電路的波形能夠等效于正弦波形。把正弦波等分成N份，就可以將正弦波看成由N個寬度相等彼此相連的窄脈沖所組成的波形。而各個脈沖的幅度按正弦規(guī)律變化，如果將上述脈沖序列用幅度值相同的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖各分量的沖量大小與正弦窄脈沖的分量

35、的沖量大小相等，那么就可以生成和正弦波等效的PWM波形。PWM（Pulse Width Modulation）控制是利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷作用把直流電壓變成電壓脈沖序列，并通過控制電壓脈沖寬度或周期來達到改變電壓的目的，或者控制電壓脈沖寬度與脈沖序列的周期來達到變壓變頻的目的14。在變頻調(diào)速應(yīng)用則主要是后者即變頻變壓。利用 PWM 控制逆變器的輸出電壓，可以有效的抑制諧波，并可同時控制頻率和電壓。產(chǎn)生PWM波形的方法有很多種，比較常用的方法是利用三角形調(diào)制波與控制撥的比較。在異步電動機調(diào)速控制中，這個控制波是三相對稱以及控制逆變輸出的波形能夠接近正弦波，也就是正弦波 PWM。利用等腰三

36、角波或者鋸齒波作為載波，當(dāng)它與一個平穩(wěn)變化的正弦調(diào)制信號相交時，交點時刻控制逆變電路中開關(guān)器件的通斷，就能得到寬度正比于正弦載波信號的脈沖，圖2-3及所產(chǎn)生的SPWM波。urucutOuo uof uoUdO t -Ud圖2-3雙極性 PWM 控制方式(fngsh)波形PWM逆變電路(dinl)的仿真模型此系統(tǒng)為三相電壓型逆變電源，系統(tǒng)的原理框圖如圖 2-4 所示。其主要功能是將直流電壓變換為交流電壓，采用 SPWM 控制策略。為滿足實際要求，調(diào)壓控制器采用數(shù)字式 PI 控制，實時調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓幅值。在系統(tǒng)的主回路中為了(wi le)減少電壓諧波，一般在逆變器的輸出接一串聯(lián)諧振濾波電路。

37、圖2-4三相 PWM 逆變電路(dinl)原理框圖在此，運用MATLAB軟件中的SIMULINK中的SimPowerSystems模塊構(gòu)建三相SPWM電源系統(tǒng)的電路(dinl)模型，見圖2-2。六個IGBT模塊選用庫中的子庫Power electronics中的Universal Bridge，需要把Universal Bridge的屬性改為IGBT/DIDOE。模型中關(guān)鍵的部分是電壓調(diào)節(jié)子程序，其模型如圖2-5所示。圖2-5 數(shù)字(shz) PID 電壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)模型電壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的功能為實現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制，采用的是數(shù)字式PI控制策略15，在進行脈寬調(diào)制時，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。

38、當(dāng)正弦值為最大值時，脈沖寬度也最大，而脈沖間間隔卻最小，反之，當(dāng)正弦值較小時，脈沖寬度也小，而脈沖間間隔卻較大，這樣的電壓脈沖系列可以使負載電流中的高次諧波成分大大減小，稱為正弦波脈寬調(diào)制16。SPWM 脈沖系列(xli)中，各脈沖的寬度以及相互間的間隔寬度是由正弦波(基準波或調(diào)制波)和等腰三角波(載波)的交點來決定的。數(shù)字 PI 的輸入信號是主電路輸出電壓取樣信號，此信號利用 PSB 庫的子庫 Extra library 中Measurement 子庫的 3-Phase VI Measurement 模型的電壓測量端取得。由于所仿真的電路是三相電壓型 SPWM 逆變電源，實時地調(diào)節(jié)輸出電壓值

39、，應(yīng)考慮同時取樣三相電壓信號，通過一定的數(shù)學(xué)運算，把它轉(zhuǎn)化為一維或二維的信號，降低所要處理信號的復(fù)雜性又同時不丟失固有的特性信息，轉(zhuǎn)化后的信號與參考信號比較并經(jīng)過數(shù)字 PI 調(diào)節(jié)，最后把數(shù)字 PI 輸出的信號還原成 SPWM 控制(kngzh)信號。這樣就實現(xiàn)調(diào)節(jié)單個占空比 m 來達到同時調(diào)節(jié)三相輸出電壓的目的。借鑒工程上一些方法，采用最常用的派克坐標變換方法，把三相正弦信號轉(zhuǎn)化為 dq0 坐標的信號。它的轉(zhuǎn)換公式如式(2-1)所示，可以看出，正常情況下三相電壓對稱即V0為 0。所以可以把三相正弦信號轉(zhuǎn)化為 dq0 坐標下的信號，從而實現(xiàn)降維處理。變換后的信號送入 PI模塊，進行 PI 調(diào)節(jié)，

40、經(jīng) PI 調(diào)節(jié)后信號要還原成三相 PWM 控制信號，設(shè)計派克變換的反變換，由數(shù)學(xué)上推導(dǎo)(tudo)可以很容易得到派克變換的逆變換，變換公式如式(2-2)所示17。 （2-1） （2-2）MATLAB仿真(fn zhn)結(jié)果對變頻器而言，它的關(guān)鍵部分為其逆變部分，而逆變部分作為輸出部分，直接與負載相連，它的運行狀態(tài)對結(jié)果有一定影響。造成逆變電路失效的主要原因是功率管的損壞，所以我們(w men)用逆變電路中開關(guān)器件的狀態(tài)作為故障信息。選用輸出的電壓信號的變化情況作為判斷故障的依據(jù)，如圖2-6所示。圖 2-6 逆變(n bin)電路的電路圖在產(chǎn)生不同種類故障時，輸出端的電壓輸出波形不同，對信號進行

41、小波分解后的能量值作為特征向量，用來判斷故障類型。因此選用逆變電路輸出電壓就可以很好的反映出故障信息。把功率管關(guān)斷、短路都視為故障，也就是說當(dāng)故障時功率管不導(dǎo)通。在仿真的時候，可將觸發(fā)脈沖模塊的相應(yīng)脈沖電源置零來模擬某一功率管橋臂開路故障的情況，未發(fā)生故障的功率管橋臂正常觸發(fā)。因此不導(dǎo)通的功率管橋臂包括了功率管開路(損壞)、串聯(lián)熔斷器熔斷、觸發(fā)脈沖丟失等故障，以下簡稱為功率管故障18。如圖2-4所示的三相 SPWM 逆變器主電路進行(jnxng)故障仿真，經(jīng)研究表明，逆變電路的輸出電壓的波形含有功率管故障發(fā)生與否的信息，是一個關(guān)鍵的測試點。為了簡化分析過程，假定最多同時有兩只功率管橋臂發(fā)生故障

42、，可將故障分為單管開路和兩只管子同時開路故障共 22 種情況。在 MATLAB 中運行 SIMULINK 后，取時間(shjin)長度從 0 秒到 0.1 秒。通過改變逆變器的控制信號來得到各種故障下其故障輸出線電壓波形本文中符號 Vab、Vbc、Vca 分別表示 AB、BC、CA 間的線電壓。第一(dy)大類：無功率管故障，即正常運行。從圖2-7中可以看出，在沒有功率管故障的情況下輸出三個線電壓是理想的正弦曲線，信號沒有畸變，沒產(chǎn)生奇異點。圖2-7 正常運行時的電壓曲線第二大類：一只功率管故障，分 Q1Q6 種故障。從圖2-8中可以看出，輸出的三個線電壓 Vab、Vbc、Vca 有明顯的變化

43、。輸出的電壓波形并不是理想的正弦曲線，有著明顯的畸變。產(chǎn)生畸變的原因是由于有功率管發(fā)生故障導(dǎo)致信號產(chǎn)生了奇異點。一只功率管故障共有 6 種情況(qngkung)，論文為了簡要說明，僅舉出一種情況來說。如圖 3-10 所示的是 Q1 管故障，它影響著本管所在橋臂的信號，也就是說，在 A、B、C 三個端點處對 A 端點的影響較大。對于線電壓 Vab 來說 A 點是通過 Q1 管與直流母線的正端相連，因此當(dāng)Q1 故障時對 Vab 的正向電壓影響較大，對負向電壓影響較小，如圖 3-10 所示，圖中的 Vab 的波峰明顯小于波谷。而電壓 Vca 的影響結(jié)果整好相反，因此，Vca 的波峰要大于波谷。對于電

44、壓 Vbc 來說，因為 B、C 端點所在之路沒有(mi yu)故障產(chǎn)生，所以 Q1 管故障對于電壓 Vbc 的影響是均勻的。第三大類：同一橋臂上的兩只功率管同時發(fā)生(fshng)故障，分 Q1Q2，Q3Q4，Q5Q6 三種故障。圖 2-8 一只功率管Q1故障時的電壓曲線當(dāng)同一橋臂上的兩只功率管同時發(fā)生故障，此種故障只對逆變器輸出三個端子中的一端有嚴重的影響。如圖2-9所示，當(dāng) Q1Q2 同時發(fā)生故障(gzhng)時對 A 端的的影響較大，因此此種故障對輸出端電壓 Vab 和 Vca 的影響比較一致，它們都有一端與 A 相連。而電壓 Vbc 幅值明顯是電壓 Vab 和 Vca 的兩倍，由于 Vb

45、c 的兩端并沒有受到故障的直接影響。因為當(dāng)故障發(fā)生時 Q1 和 Q2 所在的橋臂無法工作，所以當(dāng)逆變器工作時直流母線的電壓只能通過 Q3Q4 和 Q5Q6 所在的橋臂工作，這樣導(dǎo)致了線電壓 Vbc 的幅值增加。依此類推其它(qt)的兩種情況，當(dāng) Q3 和 Q4 同時發(fā)生故障時影響端點 B 導(dǎo)致信號變化。同理可知 Vab 和 Vbc 所受的影響相同，幅值是 Vca 的一半。當(dāng) Q5 和 Q6 發(fā)生故障時受影響的是端點(dun din) C，我們可以得到 Vbc和 Vca所受的影響相同，幅值是 Vab 的一半。圖2-9 同一橋臂上的兩只功率管 Q1Q2 故障時的電壓曲線第四大類：同一半橋的兩只功率

46、管同時發(fā)生故障，分 Q1Q3，Q2Q4，Q3Q5，Q4Q6，Q5Q1 和 Q6Q2 六種故障。逆變電路在工作時候，三個橋臂是同時導(dǎo)通，即必須有三個 IGBT 工作。每次換流都是在同一相上下兩個橋臂之間進行的。這樣當(dāng) Q1 和 Q3 同時發(fā)生故障時必然導(dǎo)致電壓 Vbc 和 Vca 無法換流。由于 Q1 影響到端點 A，所以電壓 Vca 無法(wf)從正向換為負向。同理 Q3影響端點 B，因此電壓 Vbc 無法從負向換流。這樣當(dāng)逆變器工作過程中，到了換流的時刻必然導(dǎo)致?lián)Q流無法進行使輸出電壓為 0，如圖2-10所示。同理，我們可以得出當(dāng)其它五種情況 Q2Q4，Q3Q5，Q4Q6，Q5Q1 和Q6Q2

47、 發(fā)生根據(jù)(gnj)故障管所在的位置，具體看對 A、B、C 三個端點的影響。這樣我們就可以知道，當(dāng)每一種故障發(fā)生時，根據(jù)不同的功率管故障影響哪一個端點，從而判斷哪個能換流，哪個不能換流。圖2-10 同一半橋上的兩只功率管Q1Q3 故障時的電壓(diny)曲線第五大類：交叉的兩只功率管同時發(fā)生故障，分 Q1Q4，Q2Q3，Q2Q5，Q6Q1，Q3Q6，Q4Q5 六種故障。當(dāng)交叉的兩只故障管發(fā)生故障時必然導(dǎo)致輸出電壓無法換相。如圖 3-13 所示，當(dāng)功率管 Q1Q4 故障時，Q1 與端點 A 相連，Q4 與端點 B 相連，因此導(dǎo)致電壓 Vab 無法換相。而電壓 Vbc 和 Vca 由于受影響的點不

48、同導(dǎo)致了不同的結(jié)果。由于 A 端受影響較大，所以導(dǎo)致了 CA 兩端電壓 Vca 的波峰要大于波谷。相反，由于 B 端同樣受影響，所以 BC 兩端電壓 Vbc 的波峰也要大于波谷。圖2-11 交叉的兩只功率管Q1Q4 故障(gzhng)時的電壓曲線本文通過對系統(tǒng)進行仿真，在對其正常情況仿真的波形進行分析，以確認仿真的正確性，再通過故障仿真和輸入、負載的不同，獲取多組數(shù)據(jù)用于后序的基于小波變換的故障診斷。在以上的故障原因分析的基礎(chǔ)上，利用綜合故障診斷流程圖，將故障確定為變頻器內(nèi)部主電路故障。利用 MATLAB/SIMULINK 軟件對變頻器主電路的整流部分(b fen)和逆變部分進行建模、仿真，在

49、此基礎(chǔ)上對逆變電路故障進行仿真獲取故障輸出(shch)電壓波形，為下面進行基于小波變換的變頻器故障診斷的研究奠定了基礎(chǔ)。本章小結(jié)本章主要研究包括對變頻器故障信息的提取。在搭建完變頻器仿真模型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進行仿真，其目的是為了提取設(shè)計所需要研究的故障信息?？偨Y(jié)故障類型共有22種，為進一步研究這些故障信息做準備。從故障產(chǎn)生的原因角度解釋了輸出不同波形的區(qū)別。下一章主要討論對這些信號的處理和仿真的結(jié)果。逆變電路輸出(shch)電壓的小波分析前面幾章構(gòu)建了變頻器逆變電路的基本模型并提到了一點小波理論(lln)，本章將對變頻器輸出的電壓波形故障曲線進行小波分析，得到所有結(jié)果的特征能量值，再以這些

50、能量值為依據(jù)去判斷故障發(fā)生的位置。然后在 MATLAB 環(huán)境下，對診斷系統(tǒng)進行仿真并對其結(jié)果進行分析。小波變換(binhun)在變頻器的運行過程中，其是否出現(xiàn)故障必然表現(xiàn)為一些特征參量的變化，研究故障特征提取方法便成了變頻器故障診斷的關(guān)鍵所在。含有豐富信息的變頻器運行狀態(tài)線電壓信號的特征提取是建立在信號處理基礎(chǔ)之上的，信號分析的目的是通過處理運行狀態(tài)信號，得到能很好的表征設(shè)備運行狀態(tài)的一些特征量。小波變換的基本理論小波變換的實質(zhì)是對原始信號的濾波過程.小波函數(shù)選取的不同，分解結(jié)果也不同。但無論小波函數(shù)如何選取，每一分解尺度所用的濾波器中心頻率和帶寬成固定的比例，即具有所謂的“恒Q”特性.因此，

51、各尺度空間內(nèi)的平滑信號和細節(jié)信號能提供原始信號的時頻局域信息，特別是能提供不同頻段上信號的構(gòu)成信息.若把不同分解尺度上信號的能量求解出來，則可以將這些能量值按尺度順序排列形成特征向量供識別用.這就是基于小波變換提取多尺度空間能量特征的基本原理19。小波分析是從 Fourier 分析逐漸發(fā)展起來的，它源于函數(shù)的伸縮和平移。小波，簡單地說是“一小段波”，是一種特殊的長度有限、平均值為零的波。它有兩個特點：一是“小”，即在時域都具有緊支撐或近似緊支撐集；二是正負交替的波動性，也即直流分量為零。小波變換就是將信號分解為一系列小波函數(shù)的疊加，而這些小波函數(shù)都是由一個小波母函數(shù)經(jīng)過平移和尺度伸縮得來的20

52、。把對模擬信號f(t)的積分變換： (3-1)稱為(chn wi)小波變換，其中是由經(jīng)平移(pn y)和縮放的結(jié)果。在小波變換的定義中，小波函數(shù)是窗函數(shù)，它的時-頻窗表現(xiàn)了小波變換(binhun)的時-頻局部化能力。在實際應(yīng)用中，計算機處理的信號都是經(jīng)過采樣得到的二進制的離散信號，因此常將中的連續(xù)變量a和b取為整數(shù)離散形式，將表示為，相應(yīng)的小波變換表示為離散小波變換的形式。若fk為信號的離散的采樣數(shù)據(jù)，如果C0,k=fk，其離散小波變換即可采用Mallat算法，實現(xiàn)在不同尺度上的二進制小波變換。該算法可表示為： k=0,1,2N-l (3-2)其中：N為離散采樣的數(shù)據(jù)；h，g為濾波器的脈沖響應(yīng)

53、，即分解各列濾波器的系數(shù)；Cj,k為信號的逼近系數(shù)；Cj,kfk在2j分辨率下的連續(xù)逼近；Dj,k為信號的細節(jié)系數(shù)；Dj,kfk為fk在2j分辨率下的離散細節(jié)。描述了fk分解后的低頻近似部分和高頻細節(jié)部分。離散信號經(jīng)過尺度j=1,2J的層層分解，得到在L2(R)中各正交閉子空間（W1、W2Wj、Vj）上的小波變換的系數(shù)集和，分解結(jié)果也將信號劃分為不同的頻帶，而且各頻帶互補相交；在確定小波母函數(shù)和采樣頻率的情況下，每個頻帶范圍由尺度j所決定。信號的小波分解對信號進行小波分解的層數(shù)視具體信號對特征參數(shù)的要求決定，這里采用三層分解作說明，其小波分解樹結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示。S 未待分解信號，從圖3-

54、1可看出，多分辨率只是對低頻部分進行進一步分解，而高頻部分則不予考慮。分解具有如下關(guān)系： S = A3 + D3 + D2 + D1。如果要進一步的分解，則可以把低頻部分 A3分解成低頻部分 A4 和高頻部分 D4，以下再分解依此類推。圖3-1 多分辨率分解(fnji)示意圖變頻器逆變輸出電壓波形中通常含有非周期信號和畸變信號，采樣(ci yn)傳統(tǒng)的傅立葉變換很難處理，而小波變換對信號的奇異點非常敏感，當(dāng)信號在某一時刻發(fā)生突變時，該信號的小波變換在一定的尺度范圍內(nèi)均會在信號突變處出現(xiàn)峰值，并且呈現(xiàn)出與噪聲截然不同的特征。利用這一特點，通過選擇恰當(dāng)?shù)男〔ɑ秃线m的尺度參數(shù)，可以在強噪聲背景下，

55、準確的檢測到突變信號。有效值突變點所對應(yīng)的小波變換模極大值具有沿尺度傳遞的特性；而隨機噪聲信號的小波變換模極大值將隨著尺度的增加而迅速衰減，利用該性質(zhì)可以提高變頻器故障診斷系統(tǒng)抗噪聲干擾能力21。變頻器的故障(gzhng)特征提取方法提取故障特征非常重要，這里通過提取故障曲線并將其信號信息進行處理。故障曲線中特征參數(shù)有很多，比如頻率譜和功率譜等。在故障診斷系統(tǒng)中，有很多能夠反映系統(tǒng)狀態(tài)的參數(shù)，直接診斷起來數(shù)據(jù)量太大，很難判斷。因此需要通過特征提取以獲得具有代表性和比較有效的成分作為新的模式向量，這就是故障特征的提取問題。故障特征提取是模式識別中的比較重要的一個內(nèi)容，其主要目的是最大限度地減少工

56、作量；而另一方面，研究特征提取問題，也是為了解決模式識別中的一些關(guān)鍵問題，比如精度問題，高階噪聲干擾問題等。對變頻器故障診斷系統(tǒng)的故障特征的提取，就是處理其輸出線電壓信號的過程。信號分析方法主要有時域分析法和頻域分析法。時域分析法使用信號的幅值隨時間變化的圖形及表達式來分析，能得到任意時刻的瞬時值或信號的最大值、最小值、均方值、均值等。也可以通過信號的時域分解來研究其穩(wěn)態(tài)分量與波形分量。到目前為止，在處理變頻器輸出電壓(diny)信號的方法中，最為廣泛應(yīng)用的方法是傅里葉變換。然而傅里葉變換卻存在著各種不足：（1）無法非線性問題；（2）難以反映信號的頻率隨時間變化的規(guī)律；（3）增加窗變換彌補了傅

57、里葉變換的部分不足，但其窗口大小固定，沒有很好地解決時-頻局部化的矛盾；（4）必須獲取全部時間信息才能從f(t)中提取(tq)頻譜信息。而小波變換能夠很好的解決上述問題，小波分析已廣泛應(yīng)用于故障診斷中，診斷過程一般可分為三個步驟：第一步，提取故障信息(xnx)；第二步，對已提取的信息進行處理；第三步，狀態(tài)的識別和故障的診斷。診斷過程中最關(guān)鍵的是從動態(tài)信號中提取故障特征，因此本設(shè)計采用小波變換的方法來提取故障特征22。小波變換程序設(shè)計MATLAB是一個高級的矩陣語言，包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出以及面向?qū)ο缶幊痰忍攸c。用戶可以直接在命令窗口輸入語句并與執(zhí)行命令同步，也能先編寫好一個較

58、大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（M文件）后再一起運行。新版本的MATLAB語言基于當(dāng)前最為流行的C+語言，因此語法特征和C+語言較為相似，且更為簡單，更符合科技人員對數(shù)字表達式的書寫習(xí)慣。使之更利于非計算機專業(yè)的科技人員使用。且這種語言可移植性好、拓展性強，這也是MATLAB能夠深入到科學(xué)研究的各個領(lǐng)域的重要原因之一。本設(shè)計即采用MATLAB語言來實現(xiàn)小波變換的算法，流程圖如圖3-2所示，具體程序見附錄。圖3-2 小波分解(fnji)流程圖通過上面的敘述，經(jīng)過小波分解能夠得到22種不同(b tn)的信號分解的圖像，這里只列出其中的三種，如圖3-3至圖3-5。圖3-3 正常(zhngchng)運行時AB線電

59、壓小波分解圖由于(yuy)變頻器是正常運行，故其輸出電壓無奇異點。圖中s 表示輸出電壓；CA3 表示信號的低頻分解量；D1、D2、D3 表示信號在第一、二、三層分解的高頻量。從圖中可以看出低頻量 CA3 可以完全表示信號源S0的所有特征，而其它的高頻分解量的數(shù)量級非常低。圖3-4 Q1故障(gzhng)時AB間線電壓小波分解圖如上圖所示，當(dāng)功率管 Q1 故障時 AB 間的線電壓產(chǎn)生明顯的畸變，從而使輸出電壓的波谷大于波峰。同理其低頻分量 CA3 可以完全(wnqun)表示S0的所有特征。圖3-5 Q1Q3故障(gzhng)時AB間線電壓小波分解圖從上圖可知，當(dāng)功率管 Q1Q3 故障時 AB 間

60、的線電壓是無法換流?？梢钥闯銎涞皖l分量CA3可以完全表示S0的所有特征。按照上述方法對變頻器AB間線電壓進行小波分解，可以提取出各種故障情況下的高頻及低頻能量，一共可以得到22種情況，在此不一一例舉。從提取的數(shù)據(jù)來看其低頻分量都可以完全表示原信號的所有特征，故將其高頻信號剔除之后得到其低頻分量。再對數(shù)據(jù)進行歸一化處理之后即可得到故障信號的特征向量，可作為下章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入向量。本章小結(jié)本章在前面章節(jié)的基礎(chǔ)之上，介紹了小波分析的基本理論，并在SIMULINK環(huán)境下，提取了各種不同的故障曲線，同時在MATLAB環(huán)境下對各種不同的故障曲線進行了小波分解及仿真研究。仿真之后發(fā)現(xiàn)剔除高頻特征的低頻能量特