2 算法简介
2. 1 FF7,信号处理
快速傅立叶变换(FFT)是一种精度高、实现简单、应用广泛的谐波检测方法,其实质是离散傅立叶变换(DFT)的高效率快速算法。本文根据DFT的奇偶特性,采用基2时域抽取法来对三相整流电路输出电压信号进行FFT分析。该FFT算法利用基2时域抽取法将长度为N的有限长序列的DFT分解为两个N/2点的DFT,可对离散信号和模拟信号进行频谱分析,得到信号幅值谐波和相位谐波的频谱。
2. 2 PNN网络分析
概率神经网络(PNN)是一种性能良好的模式分类网络,其实质是基于贝叶斯最小风险准则发展而来的一种并行算法。它直接考虑样本空间的概率特性,以样本空间中的典型样本作为隐层结点,一经训练只需随实际问题进行样本追加即可,而且具有全局优化的特点,因此适用于电力电子电路的故障诊断。
PNN的结构如图4所示。为PNN网络输入层提供输入模式相量后,径向基层就自动计算该输入与样本输入间的相量距离,并由此输出一个距离相量。距离相量作为竞争层的输入,通过竞争传递函数计算每个模式出现的概率,概率最大的元素对应输出1即为一类模式,否则输出0即为其它模式。
3 故障诊断系统设计及试验测试
按照基于PNN网络的电力电子诊断算法,为本文的三相桥式整流电路设计的故障诊断系统如图5所示,具体诊断步骤如下。
(1)提取故障信号。在模型电路(即三相桥式整流电路)工作在触发角a= 60°的情况下,测取整流电路输出电压信号Ud,根据式(1)中Ud与U2的关系,以正常工作的输出电压有效值257. 4V为基数进行归一化处理,使得到的直流电压数据在0~1,从而降低因数量级差和输入变动带来的误差,增强算法的实用性。