電力電子技術(shù)的發(fā)展及多電飛機、全電飛機概念的提出，推動了航空電源系統(tǒng)的發(fā)展。電力電子電路將飛機發(fā)動機產(chǎn)生的三相交流電變換成可供飛機上其他設(shè)備使用的電源，是航電系統(tǒng)的一個重要組成部分。因此，保證電力電子電路的可靠性，進行電力電子電路的故障預(yù)測與剩余壽命估計，是目前亟待解決的問題，具有重大的工程意義。 本文主要研究了電力電子電路的故障預(yù)測方法，主要研究內(nèi)容有以下三個方面： （1）研究了電力電子電路中關(guān)鍵元器件，如電解電容、功率MOSFET、功率二極管、電感等的失效機理及故障模型，分析了能夠表征元器件失效的故障特征參數(shù)，并確定特征參數(shù)的閾值；通過分析元器件及電路在退化過程中電路各輸出參數(shù)的變化情況，定義輸出電壓偏移率作為表征電路性能退化的特征參數(shù)。 （2）研究了兩種參數(shù)辨識方法，即基于徑向距離及基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)辨識方法。介紹了兩種參數(shù)辨識方法的原理及辨識步驟，結(jié)合電力電子電路中的Boost電路進行了不同工作條件下的參數(shù)辨識實驗，并分析影響參數(shù)辨識精度的因素。 （3）研究了電力電子電路的故障預(yù)測方法。結(jié)合電路特征參數(shù)的退化規(guī)律，以開環(huán)Boost電路為例，利用最小二乘算法、最小二乘支持向量機及灰色系統(tǒng)算法，對電路進行故障預(yù)測與剩余壽命估計。初步研究了閉環(huán)Boost電路基于電解電容性能退化的故障預(yù)測方法，結(jié)合電解電容特征參數(shù)的退化規(guī)律，利用最小二乘算法及最小二乘支持向量機算法進行電解電容的故障預(yù)測與剩余壽命估計。實驗結(jié)果表明本文采用方法的有效性及準確性。對電力電子電路的關(guān)鍵元器件進行了加速退化實驗的研究，獲得了元器件與電路的性能參數(shù)退化規(guī)律的曲線，為電力電子電路參數(shù)辨識和故障預(yù)測算法的物理實驗驗證、測試評估提供了依據(jù)。

 

【學(xué)位級別】：碩士

 

【頁數(shù)】：84

 

文章目錄

摘要

ABSTRACT

第一章 緒論

    1.1 研究背景和意義

    1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

        1.2.1 電子設(shè)備故障預(yù)測技術(shù)研究現(xiàn)狀

        1.2.2 電力電子電路故障預(yù)測研究難點

        1.2.3 電力電子電路故障預(yù)測發(fā)展趨勢

    1.3 本文主要的研究內(nèi)容

第二章 電力電子電路關(guān)鍵元器件失效機理及特征參數(shù)分析

    2.1 電解電容的失效機理及特征參數(shù)分析

    2.2 功率 MOSFET 的失效機理及特征參數(shù)分析

    2.3 功率二極管的失效機理及特征參數(shù)分析

    2.4 電感的失效機理及特征參數(shù)分析

    2.5 變壓器的失效機理及特征參數(shù)分析

    2.6 本章小結(jié)

第三章 電力電子電路參數(shù)辨識方法研究

    3.1 電力電子電路參數(shù)辨識方法

        3.1.1 基于徑向距離的參數(shù)辨識方法

        3.1.2 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)辨識方法

    3.2 Boost 電路參數(shù)辨識實驗及結(jié)果分析

        3.2.1 Boost 電路原理及參數(shù)設(shè)置

        3.2.2 DC/DC 變換器主要性能指標(biāo)

        3.2.3 基于徑向距離的 Boost 電路參數(shù)辨識實驗及結(jié)果分析

        3.2.4 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 Boost 電路參數(shù)辨識實驗及結(jié)果分析

    3.3 本章小結(jié)

第四章 電力電子電路故障預(yù)測方法研究

    4.1 電力電子電路故障預(yù)測算法

        4.1.1 最小二乘故障預(yù)測算法

        4.1.2 LS-SVM 故障預(yù)測算法

        4.1.3 灰色系統(tǒng)故障預(yù)測算法

    4.2 基于特征參數(shù)退化的 Boost 電路預(yù)測實例

        4.2.1 Boost 電路故障趨勢模擬及特征參數(shù)選取

        4.2.2 Boost 電路故障預(yù)測仿真實驗

        4.2.3 Boost 電路故障預(yù)測物理實驗

    4.3 閉環(huán) Boost 電路電解電容的故障預(yù)測實例

        4.3.1 閉環(huán) Boost 電路結(jié)構(gòu)、原理及狀態(tài)參數(shù)選取

        4.3.2 閉環(huán) Boost 電路電解電容的故障預(yù)測實驗

    4.4 Boost 電路元器件加速退化實驗實例

        4.4.1 加速壽命試驗設(shè)計及其實施步驟

        4.4.2 加速退化試驗數(shù)據(jù)分析

    4.5 本章小結(jié)

第五章 工作總結(jié)與后期展望

    5.1 工作總結(jié)

    5.2 存在問題及研究展望

參考文獻

致謝

在學(xué)期間的研究成果及發(fā)