開關(guān)電源作為眾多數(shù)控設(shè)備特別是自動(dòng)輪對(duì)組裝機(jī)的心臟之一,對(duì)液壓系統(tǒng)與傳感器精度,乃至組裝精度及控制系統(tǒng)可靠度的影響極大,一旦出現(xiàn)電路退化、失效或突發(fā)故障,輕則運(yùn)行異常導(dǎo)致生產(chǎn)停滯,重則控制系統(tǒng)故障造成安全事故。本文以決定開關(guān)電源使用壽命的DC-DC變換器為研究對(duì)象,選取正激變換器作為典型代表,研究基于HSMM的電路故障預(yù)測(cè)系統(tǒng),用以評(píng)估電路與器件的退化程度,實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)故障發(fā)生時(shí)刻的目的。主要研究?jī)?nèi)容有:（1）簡(jiǎn)要概述開關(guān)電源故障預(yù)測(cè)的相關(guān)背景與研究現(xiàn)狀,通過(guò)對(duì)比分析確定基于HSMM的故障預(yù)測(cè)方法。從變換器關(guān)鍵薄弱點(diǎn)——功率器件入手,逐一分析電解電容、MOSFET、電感、功率二極管的失效因素與表現(xiàn)形式,建立器件相關(guān)參數(shù)隨時(shí)間或溫度的退化模型,設(shè)定參數(shù)變化20%-200%不等的標(biāo)準(zhǔn)作為各器件的失效閾值,從而為識(shí)別器件退化狀態(tài)與預(yù)測(cè)故障提供依據(jù)。（2）定性分析器件退化對(duì)輸出的影響,優(yōu)選能表征器件退化過(guò)程的故障特征參數(shù)——輸出電壓、電感電流。根據(jù)器件參數(shù)運(yùn)用MATLAB/Simulink仿真采集相應(yīng)的故障信號(hào),為模型建立提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。并提出運(yùn)用小波包分解中的Db5小波四層分解,實(shí)現(xiàn)故障特征提取,... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的與意義
    1.3 相關(guān)技術(shù)分析與研究現(xiàn)狀
        1.3.1 故障預(yù)測(cè)技術(shù)內(nèi)涵
        1.3.2 故障預(yù)測(cè)方法研究
        1.3.3 國(guó)外開關(guān)電源故障預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀
        1.3.4 國(guó)內(nèi)開關(guān)電源故障預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的難點(diǎn)與重點(diǎn)
    1.5 論文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)
        1.5.1 論文主要內(nèi)容
        1.5.2 論文總體框架
第2章 關(guān)鍵變換器電路的結(jié)構(gòu)與失效分析
    2.1 開關(guān)電源基本概述
        2.1.1 開關(guān)電源分類與結(jié)構(gòu)
        2.1.2 DC-DC變換器分類與結(jié)構(gòu)
    2.2 開關(guān)電源典型應(yīng)用與故障分析
    2.3 正激變換器電路模塊失效分析
    2.4 關(guān)鍵器件失效分析
        2.4.1 電解電容結(jié)構(gòu)與失效分析
        2.4.2 MOSFET 結(jié)構(gòu)與失效分析
        2.4.3 電感結(jié)構(gòu)與失效分析
        2.4.4 功率二極管結(jié)構(gòu)與失效分析
        2.4.5 變壓器失效分析
    2.5 模塊與器件的失效機(jī)理總結(jié)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 故障特征參數(shù)分析與特征提取
    3.1 特征參數(shù)分析與選取
        3.1.1 故障特征參數(shù)分析
        3.1.2 輸出參數(shù)影響分析
    3.2 基于仿真實(shí)驗(yàn)的故障特征信號(hào)獲取
        3.2.1 故障狀態(tài)表達(dá)
        3.2.2 基于 MATLAB/Simulink 的故障特征信號(hào)獲取
    3.3 基于小波分析的特征提取方法研究
        3.3.1 小波變換基本理論
        3.3.2 離散小波變換與多分辨率分析
        3.3.3 小波包變換理論
    3.4 基于小波包變換的故障特征提取
        3.4.1 特征信號(hào)分析
        3.4.2 基函數(shù)與分解層數(shù)的確定
        3.4.3 信號(hào)分解與特征表達(dá)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 HSMM模型構(gòu)建與參數(shù)估計(jì)及改進(jìn)
    4.1 HSMM模型基本理論
        4.1.1 HSMM模型基本理論
        4.1.2 HSMM模型結(jié)構(gòu)分析
    4.2 HSMM模型參數(shù)估計(jì)
        4.2.1 廣義前向-后向算法
        4.2.2 改進(jìn) Baum-Welch 算法
        4.2.3 改進(jìn) Viterbi 算法
    4.3 HSMM在正激變換器電路應(yīng)用中的改進(jìn)
        4.3.1 多觀測(cè)序列的訓(xùn)練問(wèn)題
        4.3.2 模型參數(shù)初始化問(wèn)題
    4.4 基于可靠性的壽命預(yù)測(cè)分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于HSMM的退化狀態(tài)識(shí)別與故障預(yù)測(cè)
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取
        5.1.1 變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取
    5.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
    5.3 基于HSMM的退化狀態(tài)識(shí)別與故障預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練
        5.3.1 退化狀態(tài)識(shí)別模型訓(xùn)練
        5.3.2 全壽命HSMM模型訓(xùn)練
    5.4 退化狀態(tài)識(shí)別與故障預(yù)測(cè)結(jié)果分析
        5.4.1 退化狀態(tài)識(shí)別結(jié)果分析
        5.4.2 故障預(yù)測(cè)結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)和展望
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
附錄 B 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]高鐵動(dòng)車組故障預(yù)測(cè)與健康管理關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 朱帥軍.北京交通大學(xué) 2016
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[10]電力電子電路參數(shù)辨識(shí)與故障預(yù)測(cè)方法研究[D]. 楊媛媛.南京航空航天大學(xué) 2011



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