基于小波变换的电机控制系统的故障检测和诊断

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本文研究对象是大型生产企业经常使用的大型同步无刷励磁电动机小波变换的故障诊断方法。这种电动机由于其旋转整流盘随着电动机的电枢一起旋转,长期受到离心力与振动的作用,因此,这部分器件经常受损,遭到破坏,而使系统不能正常运行,产生故障。对于这种故障在不能直接检测,提前识别的情况下,本文提出了一种利用小波变换检测故障的方法,目的是让系统在运行工作时就能对系统当中隐含的已经存在的故障,提前识别,在短时间内做出判断,向系统发出报警,使系统有一个相应的处理办法。这样,不但保护了被控对象,又避免了经济损失。因此对提高系统运行的安全性,可靠性有着十分重要的意义。 课题研究的主要工作首先是利用无刷励磁同步电动机落地实验模拟装置进行了所需信号的样本采集,其次在介绍小波变换理论基础上,针对实际的模拟系统实验数据进行分析,分析方法采用三种: 第一种采用方便,快捷的Matlab小波工具箱一维小波变换分析方法,将信号进行多尺度小波分析,小波函数为db8,分解尺度选6,采样点91,得出一种分析结果。 第二种采用Matlab程序设计语言,小波函数为dmey,尺度选5,采样点91,对信号进行小波变换多尺度分析的程序设计,得出一种分析结果。 第三种是基于离散时间傅立叶变换的频谱分析方法,利用Matlab程序设计语言,对样本信号进行分析处理,得出一种频谱分析结果。 通过以上小波变换分析方法与频谱分析方法的比较得出以下结论: (1)频谱分析能把信号整体性的特征分析出来,对于影响比较均匀的故障能有效地进行诊断。 (2)小波分析时于信号的整体性的特征也能进行多尺度分析,也能有效地进行故障诊断。即与频谱分析效果类似。 (3)但突变性短暂故障信号,对频谱的影响不大,即这时难以从频谱进行故障诊断。沈阳}‘业人学硕卜学位沦文(4)而对于突变性短暂故障信号,小波分析能明确地指出故障信号的频带范围和发’11卜l一刻,即能有效地诊断故障,但本实验无法验证这一点。实际’卖验结果验证了所得理论成果的正确性。
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