本文關(guān)鍵詞：基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力電子電路故障模式識(shí)別，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第３３卷第１４期

８２

繼電器

ＲＥＬＡＹ

２００５年７月１６日

Ｖ０１．３３Ｎｏ．１４Ｊｕｌ．１６。２００５

基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力電子電路故障模式識(shí)別

李微，譚陽(yáng)紅，彭永進(jìn)

（湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙４１００８２）

摘要：提出了基于兩種不同小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力電子電路故障模式識(shí)別方法。針對(duì)電力電子電路故障，構(gòu)造了激活函數(shù)型和權(quán)值型兩種不同的三層小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，給出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和學(xué)習(xí)算法。以三相整流橋電路為例，建立了小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出與故障元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了電路故障的模式識(shí)別，并與用普通ＢＰ網(wǎng)絡(luò)識(shí)剮的結(jié)果進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果驗(yàn)證了兩種故障識(shí)別方法的正確性和較好的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：小波；

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

故障模式識(shí)別；

電力電子電路

文章編號(hào)：１００３４８９７（２００５）１４ＪＤ０８２＿０５

中圖分類號(hào)：ＴＭｌ３文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ

Ｏ

引言

隨著電力電子電路的應(yīng)用日益廣泛，故障識(shí)別

行了比較研究。

ｌ小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

小波變換是一種信號(hào)的時(shí)間一尺度（時(shí)間一頻率）分析方法，它在時(shí)間域和頻率域都具有表征信號(hào)的能力，而且具有多分辨分析的特點(diǎn)，即在低頻部分具有較高的頻率分辨率和較低的時(shí)間分辨率，，在高頻部分具有較高的時(shí)間分辨率和較低的頻率分辨率。對(duì)于任意函數(shù)的連續(xù)小波變換為：

問(wèn)題越來(lái)越突出。電力電子電路的故障大多數(shù)表現(xiàn)為晶閘管的損壞，其中晶閘管的開路和短路最為常見。電力電子電路構(gòu)成的裝置發(fā)生故障后，為了避免故障的擴(kuò)大，必須快速（數(shù)毫秒到數(shù)十毫秒內(nèi)）將主電路停電，以便操作人員在電力電子電路不通電的條件下，迅速判斷出故障元件，并更換損壞的元件，恢復(fù)生產(chǎn)。這有賴于操作人員經(jīng)驗(yàn)和熟練程度。但是，由于受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和人為因素的影響，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員都可能出現(xiàn)誤判斷，從而延長(zhǎng)了停機(jī)維修的時(shí)間，影響了生產(chǎn)。因此，在電力電子電路中應(yīng)用自動(dòng)故障識(shí)別技術(shù)，是有其現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義的…。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究人員針對(duì)電力電子電路故障識(shí)別做了許多有效的研究，其中有相當(dāng)一部分是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析方法舊。ｏ，這種方法當(dāng)識(shí)別種類增多，網(wǎng)絡(luò)輸入的采樣信號(hào)夾雜著噪聲增大時(shí)，識(shí)別的準(zhǔn)確性就會(huì)受到很大的影

響。

哆（ｏ，６）＝＜廠，‰＞＝Ｉ口Ｉ。１尼伙￡）妒（宰）ｄ￡

（１）

其逆變換公式為：八ｆ）：ｃ；１

ｆ。ｆ。哆（ｎ，６）蛾，。（ｔ）墊筍（２）

其中：小波沙“需滿足其容許性條件。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與小波分析的結(jié)合方式有兩種，這里采用緊致型結(jié)合方式：用小波函數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活函數(shù)或權(quán)值，前者稱為激活函數(shù)型小波網(wǎng)絡(luò)，后者稱為權(quán)值型小波網(wǎng)絡(luò)。

１．１激活函數(shù)型小波網(wǎng)絡(luò)

小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱小波網(wǎng)絡(luò)）是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和小波理論結(jié)合的產(chǎn)物Ｍ］。它兼具了小波多尺度分辨的能力和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并行計(jì)算的能力，有收斂速度快，魯棒性好，逼近能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而成為研究的

熱點(diǎn)‘７｜。

激活函數(shù)型小波網(wǎng)絡(luò)三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖ｌ所示。設(shè)系統(tǒng)的輸入為ｚ＝［戈。，石：，…，孫］，，，＝［ｙ。，兒，…，ｙ。］為輸出值，小波函數(shù)砂“（術(shù)）為第一層激活函數(shù)，其中，口和６分別為尺度和位移因子，第二、三層的傳遞函數(shù)為盯（術(shù)）。第一、二、三層的權(quán)值和神經(jīng)元個(gè)數(shù)分別為伽１¨、訓(xùn)２以、塒３。、Ｋ、肘、ｓ，則網(wǎng)絡(luò)的輸出為

Ⅳ

本文提出基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障識(shí)別方法。針對(duì)電力電子電路故障，采用自適應(yīng)ＢＰ算法，構(gòu)造了激活函數(shù)型小波網(wǎng)絡(luò)和權(quán)值型小波網(wǎng)絡(luò)。以三相整流橋電路為例，建立了小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出與故障元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了電路的故障識(shí)別，最后，對(duì)兩種網(wǎng)絡(luò)與普通ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別結(jié)果進(jìn)

兒＝盯（∑們�？冢ā贫娼� 砂。，。（∑加１。，。 省。）））

ｍ＝Ｉ

＾２ｌ

ｎ＝１

（３）

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