电机 | 一种用于自动捣固驱动系统开路故障诊断的新型多分辨率网络

学术   2024-11-15 17:24   北京  

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原文信息

中文摘要

开路故障是自动捣固驱动系统(ARDS)中最常见的故障之一,通常分为永磁同步电机(PMSM)的开相故障和电压源逆变器(VSI)的开路故障。定子电流是检测开路故障的常见指标。由于永磁同步电机中的开相故障和电压源逆变器同一相内双开关故障导致的定子电流变化相同,本文利用零序电压分量作为额外诊断标准来区分它们。考虑到自动捣固驱动系统通常在变工况和高噪声条件下运行,本文提出了一种新型多分辨率网络(MrNet),该网络可以提取多分辨率感知信息,并增强对噪声的鲁棒性。同时,引入了特征加权层,为特征频率附近的特征分配更高的权重。仿真和实验结果验证了所提出的故障诊断方法能够诊断25种开路故障,且诊断准确率超过98.28%。此外,实验结果还表明,多分辨率网络能够在噪声信号(拉普拉斯噪声和高斯噪声)干扰下准确诊断故障类型。    

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https://doi.org/10.1016/j.dt.2023.11.021

主要结论

针对在变工况和高噪声条件下运行的自动捣固驱动系统中的开路故障挑战,本文提出了一种新型多分辨率网络深度神经网络架构,该架构在网络参数和浮点运算次数(FLOPs)较少的情况下能够实现更高的准确性。同时,仿真和实验结果突显了多分辨率网络在特征提取和鲁棒性方面的优势,即使在不同强度的高斯噪声和拉普拉斯噪声干扰下也能表现出色。本文的主要价值在于提出了一种适用于自动捣固驱动系统的实时故障诊断方法。需要特别提及的是,模型的训练和测试阶段均在离线下进行,这种方法便于将训练好的模型部署到故障诊断系统中,实现快速的故障定位,并减少不可避免的损失。此外,未来的研究应深入研究影响运行时间的因素,以加快故障定位的速度。    

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编辑:陈微,曹文丽

审核:田丽



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