[發明專利]基于豪斯多夫距離的自耦變壓整流器二極管故障診斷方法

有效

• 申請號: 202110559529.7
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113376496B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 楊超;張方華;賈倩;許嬌嬌
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;陜西航空電氣有限責任公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/54
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

1.一種基于豪斯多夫距離的自耦變壓整流器二極管故障診斷方法，其特征在于包括以下步驟：將一個電源周期內的輸出電壓波形按整流脈波數m等間距地劃分為m個間隔，在每個間隔上生成模板序列，將每個間隔上的模板序列與采樣序列之間的差異作為二極管開路故障的特征，利用豪斯多夫距離算法在每個間隔上提取這種故障特征，故共可獲得m個豪斯多夫距離，記為H_P1,…H_Pj，…H_Pm，同時，根據自耦變壓整流器的工作原理形成開路故障二極管與豪斯多夫距離關系的對照表，并將m個豪斯多夫距離分別與所設定的閾值比較，記錄所有滿足大于閾值時H_Pj的下標j的值，將所記錄的j的值與形成的開路故障二極管與豪斯多夫距離關系的對照表進行對照，實現二極管開路故障的檢測并定位；所述的m個間隔在每個間隔上生成模板序列后，與每個間隔上的采樣序列進行相似度度量；所述的診斷具體過程如下：

步驟1：采用鎖相環對自耦變壓器單相輸入電壓進行鎖相，選取輸入電壓在一個周期上的相位θ，該相位θ所處的時刻應使輸出電壓在該時刻為一個完整波頭的起始時刻，將該時刻作為輸出電壓在一個周期內的起始時刻，從而可以將一個周期內由m個波頭構成的輸出電壓波形等間距的劃分為m個間隔并命名為P1,…Pj,…Pm，一個波頭占據一個間隔；

步驟2：設定采樣率，若每個間隔的采樣點數為N，采集一個電源周期內輸出電壓波形中每個間隔上的波形形成m個采樣序列v_DC1,…v_DCj,…v_DCm；

步驟3：根據步驟2中獲取的m個采樣序列，按照式(1)生成m個模板序列：

式中t為間隔Pj上采樣點的序號，v_DCjmax＝max{v_DCj(1),v_DCj(N)}/sin((m-2)π/(2m))為間隔Pj上采樣序列中左端點和右端點中的最大者與sin((m-2)π/(2m))之比，v_STj為間隔Pj上生成的模板序列；

步驟4：將采樣序列與模板序列分別按照式(2)、(3)進行歸一化處理形成m個歸一化后的采樣序列和模板序列；

步驟5：將歸一化后的采樣序列v'_DCj和模板序列v'_STj分別作為豪斯多夫距離算法的目標序列和標準序列，計算每個間隔上目標序列與標準序列之間的豪斯多夫距離，共形成m個豪斯多夫距離，分別為H_P1,…H_Pj,…H_Pm；

步驟6：對不同自耦變壓整流器，根據不同二極管開路故障導致輸出電壓出現凹陷位置不同，歸納總結所計算的m個豪斯多夫距離、閾值H_Set、開路故障二極管三者之間的一一對應關系，形成開路故障二極管與豪斯多夫距離關系的對照表，并將m個豪斯多夫距離分別與所設定的閾值H_Set比較，記錄所有滿足式H_Pj＞H_Set時下標j的值；

步驟7：將步驟6所記錄的j的值與形成的開路故障二極管與豪斯多夫距離關系的對照表進行對照，實現二極管開路故障的檢測并定位。