效性，對本發(fā)明方法進行試驗驗證。
[0062] 選取分別加入第1種開路故障至第6種開路故障的待診斷的二極管中點鉗位三電 平逆變器和正常工作的待診斷的二極管中點鉗位三電平逆變器，分別調節(jié)每種情況下的待 診斷的二極管中點鉗位三電平逆變器的運行參數(shù)，包括輸入電壓和調制比，針對每種情況， 提取每種情況下的9個采樣信號向量，表1列出了在正常工作情況下，提取的9個采樣信號 向量。
[0063] 表1在正常工作情況下提取的9個米樣信號向量
[0064]
【主權項】
1. 一種多電平逆變器故障診斷方法，其特征在于包括以下步驟： ① 采用PSIM仿真軟件搭建一個二極管中點鉗位三電平逆變器，該二極管中點鉗位三 電平逆變器包括三相橋臂電路和兩個直流電壓源，每相所述的橋臂電路由上橋臂電路和下 橋臂電路組成，所述的上橋臂電路包括第一功率開關器件、第二功率開關器件和第五功率 開關器件，所述的下橋臂電路包括第三功率開關器件、第四功率開關器件和第六功率開關 器件，所述的第一功率開關器件分別與其中一個所述的直流電壓源、所述的第二功率開關 器件及所述的第五功率開關器件連接，所述的第四功率開關器件分別與另一個所述的直流 電壓源、所述的第三功率開關器件及所述的第六功率開關器件連接，所述的第二功率開關 器件和所述的第三功率開關器件與其所在的所述的橋臂電路的輸出端連接，所述的第五功 率開關器件和所述的第六功率開關器件與兩個所述的直流電壓源的公共連接端連接； ② 該二極管中點鉗位三電平逆變器在正常工作的情況下，提取該二極管中點鉗位三電 平逆變器中的每相橋臂電路在一個周期內(nèi)的所有輸出電壓；然后將在正常工作的情況下提 取的所有輸出電壓構成正常工作的情況下的采樣信號向量，記為X19; 同樣，該二極管中點鉗位三電平逆變器在加入每種開路故障的情況下，提取該二極管 中點鉗位三電平逆變器中的每相橋臂電路在一個周期內(nèi)的所有輸出電壓；然后將在加入每 種開路故障的情況下提取的所有輸出電壓構成加入每種開路故障的情況下的采樣信號向 量，將加入第i種開路故障的情況下的采樣信號向量記為其中，1<i<18,第1種開 路故障~第6種開路故障對應為a相橋臂電路中的第一個絕緣柵雙極型晶體管、第二個絕 緣柵雙極型晶體管、第三個絕緣柵雙極型晶體管、第四個絕緣柵雙極型晶體管、第五個二極 管、第六個二極管發(fā)生開路故障，第7種開路故障~第12種開路故障對應為b相橋臂電路 中的第一個絕緣柵雙極型晶體管、第二個絕緣柵雙極型晶體管、第三個絕緣柵雙極型晶體 管、第四個絕緣柵雙極型晶體管、第五個二極管、第六個二極管發(fā)生開路故障，第13種開路 故障~第18種開路故障對應為c相橋臂電路中的第一個絕緣柵雙極型晶體管、第二個絕 緣柵雙極型晶體管、第三個絕緣柵雙極型晶體管、第四個絕緣柵雙極型晶體管、第五個二極 管、第六個二極管發(fā)生開路故障； 再將Xp……、X18、X19構成一個采樣信號向量集合，記為X，X= {Xi，…，X18，X19}，其中， 父1表不加入第1種開路故障的情況下的米樣信號向量，Xi亦表不X中的第1個米樣信號向 量，X18表不加入第18種開路故障的情況下的米樣信號向量，X18亦表不X中的第18個米樣 信號向量，X19亦表示X中的第19個采樣信號向量； ③ 通過利用離散小波變換對X中的每個采樣信號向量進行11個尺度的小波分解，獲取 X中的每個采樣信號向量對應的維數(shù)為1 X 12維的能量特征向量，將X中的第j個采樣信號 向量Xj對應的維數(shù)為1 X 12維的能量特征向量記為T」，其中，1<j<19 ; ④ 對X中的每個采樣信號向量對應的維數(shù)為1X12維的能量特征向量進行歸一化處 理，得到X中的每個采樣信號向量對應的維數(shù)為1X12維的歸一化后的能量特征向量，將X 中的第j個采樣信號向量&對應的維數(shù)為1 X 12維的歸一化后的能量特征向量記為T/， 其中，1彡j彡19 ; ⑤ 將X中的每個采樣信號向量對應的維數(shù)為IX12維的歸一化后的能量特征向量作為 一個訓練樣本，將X對應的19個訓練樣本分別輸入到貝葉斯分類器中進行訓練，得到已訓 練好的貝葉斯分類器； ⑥將待診斷的二極管中點鉗位三電平逆變器記為test;然后提取test中的每相橋臂 電路在一個周期內(nèi)的所有輸出電壓；接著將提取的所有輸出電壓構成采樣信號向量，記為 Xtest;再通過利用離散小波變換對Xtest進行11個尺度的小波分解，獲取Xtest對應的維數(shù)為 1X12維的能量特征向量，記為Ttest;之后對Ttest進行歸一化處理，得到Xtest對應的維數(shù)為 1X12維的歸一化后的能量特征向量，記為Ttest' ；最后將Ttest'作為測試樣本輸入到已訓練 好的貝葉斯分類器中，已訓練好的貝葉斯分類器輸出該測試樣本所屬的類，若該測試樣本 屬于第i類，則表明test出現(xiàn)第i種開路故障，若該測試樣本屬于第19類，則表明test正 常未出現(xiàn)開路故障，其中，1 <i< 18。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種多電平逆變器故障診斷方法，其特征在于所述的步驟③ 中X中的第j個采樣信號向量&對應的維數(shù)為1X12維的能量特征向量h的獲取過程為： ③-1、利用離散小波變換對\進行11個尺度的小波分解，得到L的1個低頻帶信號 和11個高頻帶信號； ③-2、在X」的低頻帶信號中采樣N個信號點，其中，N為[800, 1200]內(nèi)的一個正整數(shù)； 然后提取&的低頻帶信號中的N個信號點各自的信號幅值；再將的低頻帶信號中的N個 信號點的信號幅值構成&的低頻帶信號的重構信號，記為S 同樣，在X」的每個高頻帶信號中采樣N個信號點，其中，N為[800, 1200]內(nèi)的一個正整 數(shù)；然后提取&的每個高頻帶信號中的N個信號點各自的信號幅值；再將L的每個高頻帶 信號中的N個信號點的信號幅值構成&的每個高頻帶信號的重構信號，將L的第p個高頻 帶信號的重構信號記為Sj，p，其中，1 <p< 11 ; 再將Sj，。、Sj，:、……、Sj，n構成X』的重構信號集合，記為S』，Sj={Sj，。，Sj，:，Sj，2，…，Sj，n}， 其中，SX1表示L的第1個高頻帶信號的重構信號，S 表示L的第11個高頻帶信號的重 構信號； ③-3、計算&中的每個重構信號的總能量，將\中的第q個重構信號S"q的總能量記為Ej,q^ ，其中，〇彡q彡11，Sj,>)表示Sj,q中的第n個信號幅值，符號" | | " n~\ 為取絕對值符號； ③-4、構造X」對應的維數(shù)為1X12維的能量特征向量，記為T」，Tj=[EpEu，… ，Ej,n]，其中，E」,。表示S」中的第0個重構信號S」,q的總能量，Ej:1表示S」中的第1個重構信 號Sj,q的總能量，Ej,n表示S』中的第11個重構信號Sj,q的總能量，符號" □"為向量表示符 號。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多電平逆變器故障診斷方法，其在訓練階段采用仿真軟件搭建逆變器，然后分別獲取正常工作及加入每種開路故障的情況下的采樣信號向量，接著利用離散小波變換獲取能量特征向量，并對能量特征向量歸一化處理，再將每個歸一化后的能量特征向量作為一個訓練樣本輸入到貝葉斯分類器中進行訓練，得到已訓練好的貝葉斯分類器；在測試階段獲取待診斷的逆變器對應的采樣信號向量，接著利用離散小波變換獲取能量特征向量，并對能量特征向量歸一化處理，再將歸一化后的能量特征向量作為測試樣本輸入到已訓練好的貝葉斯分類器中，輸出故障診斷結果；優(yōu)點是故障診斷速度快、故障診斷正確率高，且故障診斷結果能夠自動精確定位到具體的器件。
【IPC分類】G01R31-42
【公開號】CN104698397
【申請?zhí)枴緾N201510114886
【發(fā)明人】陳丹江
【申請人】浙江萬里學院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月16日