基于形态分量分析和EEMD样本熵的自动机故障诊断

针对自动机故障诊断过程中振动信号故障特征较难提取的问题,提出了结合形态分量分析(MCA)和总体经验模态分解(EEMD)的自动机故障特征提取方法。根据自动机振动信号组成成分的形态差异,利用形态分量分析方法构建不同的稀疏字典对各组成成分进行分离,消除噪声分量,提取出反映主要故障特征的冲击分量;对所提取的冲击分量进行EEMD分解并计算各IMF分量的样本熵值,以此作为故障特征向量输入基于离子群优化的支持向量机(PSO-SVM)进行识别。通过自动机典型故障诊断试验表明:形态分量分析方法可有效分离出自动机振动信号中的冲击成分;同时,所提出的特征提取方法能够有效地进行自动机故障诊断。     

一种考虑衰减直流分量的动态相量测量算法

对故障情况下电网电流信号中含有衰减直流分量的动态相量测量算法进行了研究,提出了一种考虑衰减直流分量的动态相量估计方法。首先,基于电流信号的周期性分量特性,在同步采样基础上计算衰减直流分量的系数;然后,基于Prony算法提取基频电流分量;最后,利用基于Kalman滤波的动态相量估计模型对提取后的信号参数进行估计。仿真结果表明:该方法能够有效分离衰减直流分量和估计相量值。     

Matlab模拟故障仿真技术在短路电气火灾事故调查中的应用

以低压配电系统为研究对象,应用Matlab中的Simulink软件包,建立低压配电系统典型电气故障仿真模型,通过添加不同的仿真模块,设置不同的模块参数,模拟仿真短路电气故障发生时输电线路端及用电设备端的电压和电流变化特点,归纳总结了短路故障的规律和特点,以帮助火灾调查人员分析火灾现场电气故障的种类,为调查电气火灾原因提供参考。     

新型高速触头驱动机构的分析与设计

针对新型混合型限流断路器对机械触头机构的要求,设计了一种基于高速电磁斥力机构和永磁机构的新型高速机械触头机构.该机构在故障保护时,电磁斥力机构和永磁机构联合动作,驱动动触头快速分闸.永磁机构完成正常工况下触头的分、合闸驱动,并且提供触头在合闸状态的合闸压力及其在分闸状态的分闸保持力.研制了额定320 V/3 kA的高速触头机构样机,对样机进行仿真及试验分析.结果表明:所设计样机初始分离时间为220 μs,动触头完成20 mm行程共用时7 ms,触头平均运动速度为2.9 m/s,其他各项指标也都满足混合型限流断路器要求.     

脉冲电源系统传输电缆短路故障研究

针对电磁发射系统脉冲电源到发射装置的输电过程中可能的短路故障进行了研究,通过理论分析研究了故障情况下的电路结构,分析了回路故障电流及其影响因素并进行了仿真。仿真结果表明:电缆短路故障可能导致发射装置端回路存在极大的电流,故障位置距离发射端越近,发射装置端回路可能遭受的故障电流越大,因此需要采取保护措施对电缆进行故障限流,限流器的安装位置应位于电缆的发射装置端;对于PFN模块端回路,其故障电流受故障位置的影响比较小,主要取决于调波电感、储能电容及充电电压。     

基于神经网络的组合导航系统故障检测方法

将状态X2 检验(SCST)和Fuzzy ARTMAP神经网络方法相结合作为INS/GPS组合导航系统的故障检测新方法,该方法通过实时监测组合导航系统的状态分量,提取出故障的特征值,再对故障的特征值模糊化后作为Fuzzy ARTMAP神经网络的输入来实时确定故障的类别.Fuzzy ARTMAP神经网络采用离线有导师训练方法,利用已知的故障类型对神经网络进行离线训练,在应用中可以快速识别这些常见故障.针对在应用中发现新的不常见的故障类型,神经网络通过先识别,再学习,再训练的步骤完善其本身性能.通过对仿真试验结果的分析验证了该方法的可行性.     

基于T源阻抗网络的新型直流固态断路器研究

提出了一种基于T源阻抗网络的直流固态断路器。该断路器可以通过阻抗网络响应短路故障,从而分断故障回路,不需要外加检测、控制系统,增强了系统可靠性。分析了T源断路器的工作机理和电压、电流传递函数,给出了参数设计方法,并进行了仿真和实验验证,结果表明:所设计的断路器符合理论预期。     

基于强迫换流原理的新型真空直流限流断路器

提出了一种基于现有强迫换流型真空直流断路器的改进方案,并通过在高速真空开关两端并联反向续流二极管,使真空开关在电弧电流强迫过零后由于二极管的续流作用得到零电压介质强度恢复时间,提高了真空灭弧室电流过零后的介质强度恢复速度,使真空开关得以在小间隙下分断高上升率的短路电流,提高了传统真空直流断路器的限流、分断能力。设计了限流断路器样机,进行了短路分断试验。试验结果表明:所设计的限流断路器能将最大上升率为20A/μs的短路电流限流至10kA以下,限流分断时间小于1.1ms,满足了现代舰船极限短路故障的保护要求。     

基于改进EfficientNetV2算法的三相串联故障电弧检测

串联电弧故障在电气火灾中的成因中占据着重要的比例,在具有变频器的三相电机线路中,由于多种电弧电流复杂行为以及多种负载的存在,很难准确识别变频器后部线路中发生的串联电弧故障。为了解决这一问题,提出了一种改进的EfficientNetV2算法。搭建低电压三相电弧故障数据采集平台,采集了所需要的正常状态和故障状态的电流信号。为了充分利用机器视觉的优势,采用马尔可夫变迁场(MTF)将采集到的时域电流信号编码为图像。将MTF图像送入模型中进行训练和测试,该模型具有轻量级高效的通道注意力和双池化空间注意力,更加专注于电弧特征,提高网络性能。实验结果表明,该方法的准确率可达98.99%。     

单相电路的一种谐波和无功电流实时检测方法

提出了一种新的单相电路的谐波和无功电流实时检测方法。它利用三角函数的有关特性 ,对畸变电流中的基波有功和无功电流分量的振幅分别进行计算 ,然后通过低通滤波器把它们分离出来 ,最后得到基波有功和无功电流分量。该方法电路结构简单、动态响应速度快、检测精度高 ;既可得到单独检测出畸变电流中的任何电流分量 ,又能得出谐波和无功电流之和。仿真和实验研究证实了方法的有效性和可行性。     

基于UDVR的低压配电线路雷击电压跌落治理仿真

采用分相控制的UDVR主电路结构,利用瞬时波形比较法,基于三角波比较的delta增量逆变技术,建立了UDVR的PSCAD／EMTDC仿真模型,解决了低压配电网线路遭受雷击、绝缘子闪络等引发的单相接地故障在线路重合闸期间引发的电压跌落问题,保证了敏感负荷在此期间的持续供电的电能质量．仿真结果表明：模型建立正确,控制方法可行．     

船舶电力系统单相接地故障初始零模电流行波特征的仿真分析

为分析单相接地故障产生的初始零模电流行波特征,提出了一种基于船舶电网电缆线路分布参数的小电流接地系统的高精度故障模型。该模型采用带有4条电缆支路的船舶电网结构,利用电磁暂态仿真程序EMTPWorks 对船舶电力系统不同条件下的单相接地故障初始零模电流行波进行了仿真分析。通过分析仿真数据,得出了初始零模电流行波的故障特征,讨论了中性点接地方式、故障初始角、过渡电阻对故障特征的影响。     

基于SVM的控制棒驱动机构滚轮状态评估方法

针对控制棒驱动机构滚轮振动信号非平稳、小样本的特性,提出了一种基于支持向量机的滚轮状态评估方法。该方法首先对信号进行小波降噪,再将降噪后的信号分解为若干乘积函数分量之和,选取包含主要故障信息的分量进一步分析,从这些分量中提取几种特征参数作为支持向量机的输入参数,建立了滚轮故障识别模型。通过对滚轮正常状态、故障状态的分析证明,该方法可以准确、有效地对滚轮的工作状态进行分类。     

基于改进多模滤波算法的控制系统故障诊断

应用分层多模自适应滤波算法对控制系统的故障进行诊断时,只能识别出故障的类型,如识别出是传感器还是执行器发生故障,并不能判定出故障的大小.提出一种改进分层多模自适应滤波算法,应用此算法可使分层多模自适应滤波算法不仅可以检测出控制系统的故障类型,而且能够确定发生故障的执行器局部故障程度.将此算法应用于某无人机控制系统的故障诊断,仿真结果验证了该方法的有效性.     

电气设备虚拟维修训练系统中电路实时仿真方法的研究

针对虚拟维修训练系统中电气控制线路的电路实时仿真方法进行了研究,介绍了电气虚拟维修系统中电路元件阻抗等效方法,通过综合应用节点电压法、网络拓扑结构表示等方法提出一种适用于电气设备虚拟维修系统的电气控制电路实时仿真方法。该方法首先根据模型中各功能部件之间的电网络连接关系构建网络拓扑图,由网络拓扑图生成关联矩阵;然后,根据关联矩阵及模型的参数计算各节点电压或各支路电阻,并采用虚拟万用表测量模型中任意两节点之间电压或电阻;最后,根据测量结果对故障信号进行判断,实现电气设备虚拟维修训练仿真。为了验证该方法,以海水淡化装置电气线路为仿真对象构建了海水淡化装置虚拟维修训练系统,并进行了实时仿真研究,仿真结果表明:该方法能正确有效地模拟海水淡化装置电气线路的运行工况。     

基于Maxwell2D和Simplorer的永磁同步电机退磁模型设计

永磁体退磁故障是永磁电机的常见故障,对电机退磁故障进行早期检测和诊断可以有效防止灾难发生,具有重大意义。建立不均匀退磁故障状态下的Maxwell2D电机模型,利用仿真软件Maxwell2D与Simplorer构建永磁同步电机联合仿真系统,分别对电机的正常状态模型与退磁故障模型进行仿真,并对相电流信号进行分析。利用EMD-LSSVM变换建立的故障诊断模型对不同程度的退磁故障进行诊断。仿真结果表明:该模型可以精确地识别出微弱的退磁故障,验证了联合仿真退磁模型的正确性。     

GPS/SINS组合导航系统的故障检测与识别

针对GPS/SINS组合导航系统的故障检测与识别,提出一种层次滤波器结构,该结构包含主、子滤波器两个层次,使用不同的卫星量测信息.通过监测主、子滤波器的故障检测结果,识别出具体的故障卫星,利用未包含故障星的滤波器可进行不中断导航.完成了基于层次滤波器结构的GPS/SINS滤波算法和故障检测算法设计,将该方案应用于伪距组合的GPS/SINS紧耦合系统,仿真结果表明当只存在4颗可见星时,该方案仍能有效地检测和识别单颗卫星故障,增强了系统的完好性;同时仿真验证了该结构具备检测两颗以上卫星故障的能力,但不能识别具体的故障星.     

基于二维小波变换的空间目标识别算法

对于空间目标识别这个具有挑战性的研究课题,提出了基于二维小波变换的空间目标识别算法。该算法首先对空间目标的ISAR像进行二维小波变换,然后从近似分量和细节分量中提取奇异值特征,最后应用径向基函数(RBF)神经网络进行分类识别。计算机仿真实验表明,该算法取得了比较好的识别效果。     

基于时间支撑区域累积的多分量信号识别

为了将单分量信号和多分量信号有效区分开来,提出了一种多分量信号识别的新方法。首先对信号进行时频变换,并根据一定的规则将时频平面划分为多个时间支撑区域,然后对每一支撑区域沿时间轴进行累积,得到累积频谱图,最后通过统计频谱图上峰值的个数,判定是否为多分量信号。仿真实验表明,该方法能够在低信噪比下有效地将多分量信号识别出来。     

适用于金属物体识别的L形无芯RFID标签设计

设计了一种L形无芯射频识别标签,该标签包含6个不同尺寸的L形散射单元,利用其交叉极化方向上的反向散射场进行识别。标签基于频域特征进行编码,每个标签可携带6 bit信息。使用CST仿真软件对所设计L形无芯RFID标签进行仿真,分析了L形散射单元的尺寸变化时对标签谐振特性的影响。此外,还仿真了标签的接地板尺寸增加后的情况,证明该标签可适用于金属物体的识别或金属背景下的物体识别。