[發(fā)明專利]基于紅外熱成像技術(shù)的多電平逆變器故障診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710346572.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN107271808B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳丹江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江萬里學(xué)院
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R31/27;G01R31/265;G01J5/00;G06T7/00;G06T7/10;G06T7/136
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

1.一種基于紅外熱成像技術(shù)的多電平逆變器故障診斷方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟①：獲取待故障診斷的二極管NPC三電平逆變器在工作時(shí)的紅外熱成像圖像，記為S_org；

步驟②：從S_org中截取出包含所有開關(guān)器件的有效矩形部分，作為待處理圖像，并記為S_α，其中，S_α的寬度為W，且高度為H；

步驟③：對(duì)S_α進(jìn)行背景去除處理，得到熱點(diǎn)圖像，記為S_RGB，其中，S_RGB中包含有多個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域，每個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域?qū)?yīng)待故障診斷的二極管NPC三電平逆變器中的一個(gè)開關(guān)器件；

步驟④：將S_RGB轉(zhuǎn)換成灰度圖像，記為S_gray，并將S_gray中與S_RGB中的每個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域?qū)?yīng)的灰度區(qū)域定義為灰度熱點(diǎn)區(qū)域；

步驟⑤：對(duì)S_gray進(jìn)行分割處理，得到多幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像，將第n幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像記為S_n，S_n中包含一個(gè)灰度熱點(diǎn)區(qū)域，其中，1≤n≤N，N表示對(duì)S_gray進(jìn)行分割處理得到的矩形灰度熱點(diǎn)圖像的總幅數(shù)；

步驟⑥：提取出每幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像中的最熱點(diǎn)，對(duì)于S_n，S_n中的最熱點(diǎn)為S_n中像素值最大的像素點(diǎn)；然后將每幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像中的最熱點(diǎn)的像素值作為該最熱點(diǎn)的灰度溫度值，將S_n中的最熱點(diǎn)的灰度溫度值記為T_n,gray；其中，T_n,gray∈[0,255]；

步驟⑦：將每幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像中的最熱點(diǎn)的灰度溫度值轉(zhuǎn)換為真實(shí)溫度值，將S_n中的最熱點(diǎn)的真實(shí)溫度值記為T_n,real；然后計(jì)算每幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像中的最熱點(diǎn)的真實(shí)溫度值的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，將T_n,real的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差對(duì)應(yīng)記為ΔT_n和ΔT_n,r；接著對(duì)每幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像中的最熱點(diǎn)的真實(shí)溫度值及其絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差進(jìn)行歸一化處理，得到每幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像中的最熱點(diǎn)的真實(shí)溫度值及其絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差各自的歸一化值，將T_n,real、ΔT_n和ΔT_n,r各自的歸一化值對(duì)應(yīng)記為T_n,real-norm、ΔT_n,norm和ΔT_n,r-norm；其中，T_n,real-norm∈[0,1]，ΔT_n,norm∈[0,1]，ΔT_n,r-norm∈[0,1]；

所述的步驟⑦中，ΔT_n＝T_n,real-T_ref，其中，T_max表示S_gray中的最大像素值，T_min表示S_gray中的最小像素值，T_ref表示二極管NPC三電平逆變器在正常工作時(shí)的參考溫度值；

步驟⑧：計(jì)算每幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，將S_n的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)記為F_n，F(xiàn)_n＝f₁×ΔT_n,norm+f₂×ΔT_n,r-norm+f₃×T_n,real-norm；然后根據(jù)每幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定每幅矩形灰度熱點(diǎn)圖像所對(duì)應(yīng)的開關(guān)器件是否出現(xiàn)了故障，對(duì)于F_n，判斷F_n是否小于或等于設(shè)定的故障診斷閾值，如果是，則確定S_n所對(duì)應(yīng)的開關(guān)器件未出現(xiàn)故障；否則，確定S_n所對(duì)應(yīng)的開關(guān)器件出現(xiàn)了故障；其中，f₁為ΔT_n,norm的權(quán)重系數(shù)，f₂為ΔT_n,r-norm的權(quán)重系數(shù)，f₃為T_n,real-norm的權(quán)重系數(shù)，f₁+f₂+f₃＝1。