為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài),眾多化工企業(yè)主動全方位地推進(jìn)企業(yè)智能化生產(chǎn),在極大程度上推進(jìn)了現(xiàn)代化工設(shè)備的自動化和智能化。開關(guān)電源作為當(dāng)今化工業(yè)電源領(lǐng)域不可或缺的一種電源形式,對智能化工設(shè)備起著至關(guān)重要的作用,因此,對開關(guān)電源進(jìn)行快速準(zhǔn)確地故障診斷對于化工設(shè)備的安全運行是刻不容緩的事情。傳統(tǒng)的故障診斷方法主要依靠之前的經(jīng)驗,并且傳統(tǒng)的信號處理技術(shù)無法滿足當(dāng)前的大數(shù)據(jù)時代的需求,而深度學(xué)習(xí)依靠自身包含多層隱藏層的結(jié)構(gòu),能夠自主對數(shù)據(jù)的深層特征進(jìn)行提取,建立故障數(shù)據(jù)的輸入值與故障類別之間的映射關(guān)系,在故障診斷方面取得了良好成果。因此。本文主要針對傳統(tǒng)開關(guān)電源故障診斷方法的不足,以開關(guān)電源電解電容為研究對象,提出一種基于深度學(xué)習(xí)的故障診斷方法。本文首先對開關(guān)電源電解電容進(jìn)行退化實驗獲取三種狀態(tài)下的電網(wǎng)電壓信號,基于大量實驗采用數(shù)據(jù)擾動的方法生成虛擬數(shù)據(jù),獲得足夠的數(shù)據(jù),基于小波包變換對信號進(jìn)行降噪處理,接著計算電網(wǎng)的頻帶能量,構(gòu)造故障特征并對其進(jìn)行歸一化處理,隨后利用PCA技術(shù)進(jìn)行去冗余操作,以此作為模型的輸入。提出基于IGSA-DBN的故障診斷模型,通過實驗確定了模型的最優(yōu)參數(shù),得到了最終模型,利... 

【文章來源】：淮陰工學(xué)院江蘇省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Fig.2.1Multi-layerneuralnetwork

淮陰工學(xué)院碩士學(xué)位論文第7頁型能夠?qū)W習(xí)到數(shù)據(jù)本身的結(jié)構(gòu)，從而得到比輸入更具有代表性的特征。第二步采用有標(biāo)簽的訓(xùn)練樣本自頂而下進(jìn)行監(jiān)督反饋學(xué)習(xí)，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行微調(diào)[27]。因為給定的每一層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，就是定義的一個函數(shù)集，這個網(wǎng)絡(luò)不同的權(quán)重也對應(yīng)著不同的函數(shù)，在整個訓(xùn)練過程中需要不斷調(diào)整權(quán)重參數(shù)來找到最優(yōu)的函數(shù)。所以深度學(xué)習(xí)擁有強(qiáng)大的特征提取能力和分類效果很大程度上歸功于第一步。從深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練過程可以看出，深度學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)方法相比是有很多優(yōu)勢的，如圖2.2所示，深度學(xué)習(xí)可以直接對簡單預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和測試，依靠自身強(qiáng)大的特征提取能力，得到最后的分類模型，減少了傳統(tǒng)方法復(fù)雜的特征提取等過程，對于大數(shù)據(jù)時代的故障診斷具有十分重要的意義。圖2.2深度學(xué)習(xí)算法與傳統(tǒng)算法的對比Fig.2.2Comparisonbetweendeeplearningalgorithmsandtraditionalalgorithms深度學(xué)習(xí)最典型的應(yīng)用是圖像分類問題，經(jīng)過近十年的不斷發(fā)展，基于深度學(xué)習(xí)的各種模型都開始廣泛應(yīng)用，其中常用的深度學(xué)習(xí)模型有以下三種：堆疊自動編碼器（StackedAuto-Encoders，SAE），卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ConvolutionalNeuralNetwork，CNN）和深度置信網(wǎng)絡(luò)（DeepBeliefNetwork，DBN）[28]。在實際的應(yīng)用中，深度置信網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用比較廣泛，理論也比較成熟，因此下文主要對深度置信網(wǎng)絡(luò)作主要介紹。2.2深度置信網(wǎng)絡(luò)DBN是GeoffreyHinton于2016年最初提出的一種深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)[29]，是一種概率生成模型，通過多個受限玻爾茲曼機(jī)(RestrictedBoltzmannMachine,RBM)堆疊而成，結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。輸入數(shù)據(jù)從RBM1的可視層輸入，然后逐層向上，自動提取數(shù)據(jù)特征，在最后一層RBM上面添加分類器，對所提取的特征進(jìn)行分類。

李馨基于深度學(xué)習(xí)的化工設(shè)備開關(guān)電源故障診斷研究第8頁圖2.3DBN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Fig.2.3thestructureofDBNnetwork2.2.1受限玻爾茲曼機(jī)受限玻爾茲曼機(jī)（RBM）是DBN的重要組成部分，是一個由可視層v和隱藏層h構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，RBM結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。同一層的神經(jīng)元相互獨立，互不干擾，前后兩層由連接權(quán)值進(jìn)行連接，此結(jié)構(gòu)能確保同層內(nèi)部神經(jīng)元之間的獨立性。每個RBM的隱藏層的輸出作為下一個RBM可視層的輸入，多個RBM層層堆疊，形成DBN。圖2.4RBM結(jié)構(gòu)Fig.2.4thestructureofRBMRBM是一種隨機(jī)的無監(jiān)督學(xué)習(xí)模型，預(yù)訓(xùn)練是指對每一層RBM單獨訓(xùn)練，前一層RBM地隱藏層作為下一層RBM的可視層，逐層訓(xùn)練。訓(xùn)練過程中，RBM的輸出狀態(tài)只有0和1，即激活狀態(tài)和未激活狀態(tài)。假設(shè)一個RBM中含有n個可視單元和m隱藏單元，RBM是一種能量模型，對一組給定的狀態(tài)（v，h），其能量定義如下：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[9]基于關(guān)鍵器件的開關(guān)電源壽命預(yù)測[D]. 葉英豪.西安電子科技大學(xué) 2014
[10]基于多分類器的輸電線路故障定位[D]. 朱晶.華南理工大學(xué) 2013



本文編號：3431334