[發(fā)明專利]一種基于多尺度小波變換的大功率微波加熱系統(tǒng)微波源的故障檢測方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110151683.0 | 申請日： | 2021-02-03 |
| 公開（公告）號： | CN112964946A | 公開（公告）日： | 2021-06-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊彪;朱娜;成宬;母其海;鄧卓;劉志邦 | 申請（專利權(quán)）人： | 昆明理工大學(xué) |
| 主分類號： | G01R31/00 | 分類號： | G01R31/00;G01R23/16 |
| 代理公司： | 昆明人從眾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 53204 | 代理人： | 何嬌 |
| 地址： | 650093 云*** | 國省代碼： | 云南;53 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 尺度 變換 大功率 微波 加熱 系統(tǒng) 故障 檢測 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于多尺度小波變換的大功率微波加熱系統(tǒng)微波源的故障檢測方法，屬于故障檢測及微波冶金技術(shù)領(lǐng)域。首先獲取多尺度下微波源輸入信號U(t)和輸出信號I(t)的連續(xù)小波變換WfsU(t)和WfsI(t)，然后應(yīng)用WfsI(t)的極值與輸入信號U(t)造成的WfsI(t)的極值，最后計算極值產(chǎn)生的殘差信號r(t)，根據(jù)殘差r(t)在多尺度下的變化情況完成微波源的檢測。本發(fā)明能夠檢測出微波源可能發(fā)生的陰極損壞、陽極損壞和能量輸出器及天線的損壞3種類型的故障，既可以在線實時檢測，又能夠提高大功率微波加熱系統(tǒng)微波源隊列的經(jīng)濟性和可靠性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于多尺度小波變換的大功率微波加熱系統(tǒng)微波源的故障檢測方法，應(yīng)用多尺度小波變換的極值點殘差檢測故障的方法，對微波源隊列的工作狀態(tài)及變化進行實時在線檢測，屬于故障檢測及微波冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
微波源是微波加熱系統(tǒng)的心臟，它直接為微波加熱系統(tǒng)提供熱量源。微波源作為微波加熱系統(tǒng)中不可或缺的部分，它的好壞往往決定著微波加熱系統(tǒng)的性能。微波源發(fā)生故障后，微波加熱系統(tǒng)諧振腔中的電場強度會發(fā)生變化。可通過電場強度的變化來判斷微波源隊列是否發(fā)生故障，但是不能判斷出微波源發(fā)生故障的具體位置，進而采用多尺度小波變換的極值點殘差檢測故障的方法對微波源隊列進行循環(huán)檢測，準(zhǔn)確檢測出發(fā)生故障的微波源位置。不斷檢測微波源的變化和故障，一方面可以提高微波加熱系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性；另一方面，由于多微波源隊列合成的大功率系統(tǒng)其微波源數(shù)量眾多，因此，對其運行狀態(tài)的在線檢測十分必要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于多尺度小波變換的大功率微波加熱系統(tǒng)微波源的故障檢測方法，使用多尺度小波變換的極值點殘差檢測故障的方法，對微波源隊列的工作狀態(tài)及變化進行實時在線檢測，能夠提高大功率微波加熱系統(tǒng)微波源隊列的經(jīng)濟性和可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于多尺度小波變換的大功率微波加熱系統(tǒng)微波源的故障檢測方法，所述方法的具體步驟如下：
步驟1、根據(jù)控制陽極電流來構(gòu)建微波源的數(shù)學(xué)模型G(s)；
步驟2、計算微波源輸入信號U(t)和輸出信號I(t)在多尺度下的小波變換，即計算WfsU(t)和WfsI(t)；
步驟3、用WfsU(t)和WfsI(t)的極值點檢測出U(t)和I(t)的均值突變點；
步驟4、比較WfsU(t)和WfsI(t)的極值點，去除WfsI(t)中由于U(t)突變而造成的極值點，剩余的WfsI(t)的極值點就對應(yīng)著系統(tǒng)參數(shù)的變化，即微波源系統(tǒng)發(fā)生故障的時刻。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述步驟1中，磁控管工作時，通過改變陽極電壓來調(diào)節(jié)輸出功率，將輸出功率的反饋控制等效為陽極電流的控制，進而通過控制陽極電流構(gòu)建出微波源的傳遞函數(shù)模型(數(shù)學(xué)模型G(s))，其中輸入信號U(t)為陽極電壓，輸出信號I(t)為陽極電流。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述步驟2中，微波源輸入信號U(t)和輸出信號I(t)在多尺度下的小波變換表達式分別為：
式中，*表示卷積，s為尺度參數(shù)，是基本小波ψ(t)在尺度s上的伸縮，s≠0，且
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述步驟3中，輸入信號U(t)的均值突變點是其小波變換WfsU(t)的極值點，輸出信號I(t)的均值突變點是其小波變換WfsI(t)的極值點。
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