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专利号: 2018110180583
申请人: 长沙学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:定义故障模式;

对开关电流电路中的器件进行故障模拟,定义故障模式;

步骤2:采集电路频域响应数据;

采集开关电流电路幅频响应和相频响应数据;

步骤3:对频域响应数据进行中心化、白化预处理;

步骤4:ICA故障特征提取以及采用独立成分投影寻踪技术降维;

ICA故障特征提取是指:利用ICA技术寻找数据的最大非高斯方向W,应用改进FastICA算法进行开关电流电路故障特征提取;

采用独立成分投影寻踪技术降维是指:利用最大非高斯方向W值获得所有故障模式下的投影WTZ;

步骤5:故障分类及识别;

针对不考虑电路容差和考虑电路容差两种情况,分别给出不同的诊断步骤,完成故障分类和识别。

2.根据权利要求1所述的基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法,其特征在于,步骤1中,对待测电路进行灵敏度分析,得到元件参数的改变对电网络系统特征的一阶改变,来定位电路中最有可能发生故障的故障元件。

3.根据权利要求1所述的基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法,其特征在于,步骤4中,采用基于独立成分分析技术的故障特征提取方法是指以非高斯性、独立性为ICA特征提取根据,采用改进FastICA算法寻找数据的最大非高斯方向,即得到数据最大的独立成分,获得最优故障特征。

4.根据权利要求3所述的基于的开关电流电路故障诊断方法,其特征在于,步骤4包括以下子步骤:

1)对观测数据x进行中心化处理,使均值为0,即x←x-E{x};

2)白化处理,使观察数据具有单位方差,即Cx=E{xxT},D=diag{d1,d2,...,dn},其中di为Cx的特征值,n为特征值的维数,E=(e1,e2,...,en),其中ei为Cx的单位范数特征向量,有:

3)初始化要估计的独立成分个数m及所有w0i,i=1,2,…,m;w0i←(0,0,...,1,...,0)T只有第i个元素为1;

w0i是单位矩阵中的一列元素;

牛顿迭代

对下式进行计算;

其中,g的表达式为g(x)=-xexp(-x2/2),g′是g的导数;

对每个w1i进行向量更新:

w1i←E{xg(w0iTx)}-E{g′(w0iTx)}w0i,i=1,2,…,m;

5)对每个w1i进行标准化,即

6)判断wi是否收敛:→1?如果不是,则w0i←w1i,返回步骤4),如果是则进入下一步;

T

7)令W(0)=(w11,w12,...,w1m) ;

8)令 式中左向箭头表示赋值;

9)判断收敛性:[W(1)]T[W(1)]→I?如果不是,则W(0)←W(1),返回步骤6),如果是则保存W(1);I是单位矩阵;式中箭头表示“收敛于”;

10)计算每个信号在W(1)正交坐标系内的投影值:P=W(1)T*x;

11)结束。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法,其特征在于,步骤5中:(1)无电路容差诊断:在不考虑电路容差情况下,对投影值进行归一化处理,确定故障特征编码规则,根据特征编码规则,对不同的特征取值进行特征编码,获得不同故障模式下的特征代码,实现无容差电路故障模式的分类。

(2)有电路容差诊断:在考虑电路容差情况下,采用蒙特卡罗分析对每种故障模式进行

30次频域仿真分析,分别获得幅频响应和相频响应数据的特征投影模糊集,再将故障模式、故障特征投影和特征投影模糊集几组数据列表即为故障字典,绘制特征聚类图,实现有容差电路故障模式的分类。

6.根据权利要求5所述的基于改进FastICA的开关电流电路故障诊断方法,其特征在于,电路为六阶切比雪夫低通滤波器电路。