基于ICEEMDAN-FE和支持向量机的三电平逆变器的故障诊断技术

为了提高三电平逆变器复杂开路故障诊断的准确率，提出了一种应用“改进自适应噪声完备集合经验模态分解-模糊熵（ICEEMDAN-FE）”和“支持向量机（SVM）”结合的三电平逆变器故障诊断方法。首先，检测信号选取三相负载电压，为降低特征向量的维数，对三相负载电压进行Concordia变换，转换为α-β相电压；然后，通过ICEEMDAN算法提取α-β相电压的特征，得到不同尺度的内禀模态函数（IMF），再利用主成分分析（PCA）降维剔除IMF虚假分量；最后，计算优选的IMF的模糊熵均值作为特征向量，输入到多分类SVM中进行训练分类，进而实现对二极管中点箝位型（NPC）三电平逆变器的故障诊断。仿真试验结果表明，该方法能够有效识别多种开路故障模式，具有抗噪性能强，诊断速度快，诊断精度高等优点。     

基于PSO-LSSVM的牵引供电系统故障诊断研究

为了提高列车运行稳定性,针对牵引供电系统故障诊断进行研究。根据牵引供电系统工作原理和特性分析故障现象与发生原因,提取用于故障诊断的特征信号;建立基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,简称PSO)优化最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,简称LSSVM)的故障诊断模型,并使用主成分分析(Principal Component Analysis,简称PCA)算法提取数据特征作为故障诊断模型的输入来降低输入维数;使用多种故障诊断模型进行对比分析。研究结果表明:经过PCA算法提取特征的PSO-LSSVM故障诊断模型具有较高的识别效率和识别准确性。     

列车轴箱轴承在途鲁棒可视化故障诊断方法

为使列车轴箱轴承在非平稳工况下的故障识别更加有效,本文提出基于融合相关熵特征的鲁棒可视化滚动轴承故障诊断方法。通过快速集成经验模态分解FEEMD对轴承振动信号进行时频分解,提取本征模函数IMF矩阵;计算IMF与原始信号的线性相关系LCC作为相关熵的调幅系数,进而通过相关统计计算获得样本集的多维相关熵矩阵CM;利用主元分析PCA对CM进行数据空间变换,通过提取变换后的融合相关熵矩阵ICM,实现相关熵矩阵的可视化。通过实验分别提取匀加速、匀速及匀减速3种运行工况下的滚动轴承ICM特征,通过对比EMD、EEMD和FEEMD 3种信号分解方法,发现FEEMD的信号分解效率更高,且ICM比传统特征对非平稳工况下轴承故障辨识的鲁棒性更好。FEEMD-ICM为轴箱轴承快速、客观且稳定的故障诊断实现提供了可靠的理论依据和技术支持。     

基于contourlet模极大值的图像边缘检测

现存的基于空间域或小波变换域图像边缘检测算法只能有效检测出图像有限方向的边缘。本文提出在contourlet变换子带上搜索模极大值的图像边缘检测算法。通过适当地调节变换各尺度上的分解级数得到具有抛物线型尺度的基,另使其满足方向消失矩条件,则contourlet变换获得对图像中分片光滑边缘的最佳逼近。对原图像进行非下采样contourlet变换,然后对各子带进行阈值处理。由于contourlet变换子带不同于小波子带的全新特点,根据各方向子带代表的方向及其梯度方向,子带上各样本点与其梯度方向上相邻点比较模值即得变换系数模极大值。该算法不需经过复杂的连接模极大值点操作,亦可得到较高的边缘检测性能,较大地降低了计算复杂度。实验显示本文算法所提取的边缘更加逼近图像真实边缘,且具有较低的计算复杂度。     

基于多小波包排列熵和流形学习的故障特征提取方法

针对振动信号非线性、非平稳性导致的故障特征难以准确提取的问题,提出了一种基于多小波包排列熵和流形学习的故障特征提取方法。首先,利用多小波包分解方法得到故障信号的多维多小波系数,通过计算排列熵初步提取了各个小波系数中的故障特征信息;然后利用局部切空间排列(LTSA)流形学习方法对多维特征信息进行处理,在有效降低信息冗余度的同时,提取了其中主要的故障特征;最后利用支持向量机(SVM)对滚动轴承正常、外圈、内圈和滚动体故障实测信号进行故障模式识别试验。结果表明,该方法可以准确地识别出轴承不同的故障类型,并且在提取故障特征准确性方面要优于传统的单小波包方法和主成分分析(PCA)方法。     

基于曲波域移动平行窗的受电弓滑板裂纹识别

针对受电弓滑板非接触式裂纹故障检测问题,提出一种基于曲波域移动平行窗的受电弓滑板裂纹识别算法。算法利用曲波变换多方向性及各向异性特点,对受电弓滑板图像点状、线性和非线性特征进行分类。在曲波分解方向矩阵中使用移动平行窗口并计算窗口能量值,依据能量值区分线性平行接缝与背景噪声、螺钉和刮痕等其他非线性图像特征,最终获取滑板裂纹信息。实验结果表明,本文算法能有效地分类滑板图像特征,较准确地检测并定位滑板裂纹故障,识别率达到94.1%。     

基于曲波变换的接触网磨耗图像增强研究

针对采集到的接触线磨耗图像存在边缘模糊、对比度差等不足,将曲波变换应用于接触导线磨损图像的增强。首先对接触线磨损图像进行曲波变换得到不同尺度系数,其次在低频域利用分数阶微分能增强信号的中频成分、对信号的低频成分非线性保留的特点,对曲波域低频信号的纹理信息进行增强;同时在曲波域的高频域,利用曲波系数间尺度相关性,对高频系数的边缘和噪声进行分类,对分类后的信息进行边缘增强和噪声去除的处理。实验结果表明,所采用的算法和其他算法相比,主观和客观上都有明显改善。     

分布式光纤传感在铁路通信光缆盗挖告警中的应用

与目前应用的光缆防护技术相比,分布式光纤传感具有成本较低、灵敏度高、抗电磁干扰、可复用、分布式连续测量等优点,因此,提出了一种基于分布式光纤传感的铁路通信光缆盗挖告警方法。该方法通过提取振动信号的时域特征和小波域特征作为特征向量,来识别盗挖过程中产生的振动事件类型。同时,还设计了一种两级振动模式识别方案,在正常情况下,系统只对时域特征进行监测,当时域特征的值超出设定的阈值时,再联合小波域特征进行模式识别。由此,提出的方法可以减少大量复杂的小波域变换计算,提高算法的时效性。     

基于改进Radon变换的直线钢轨识别算法

针对传统Radon变换在直线轨道检测方面速度慢且不能从众多边缘直线中识别出钢轨,提出基于改进Radon变换的直线轨道识别算法。首先,通过阈值筛选的边缘点;其次,利用先验知识,建立极角约束域;然后通过Radon变换提取所有直线,再利用直线角度差和直线平均距离筛选出钢轨边缘直线;最后将本文算法与传统Hough变换算法和传统Radon变换算法的比较,实验结果显示本文算法能精准识别出钢轨,且速度更快。     

应急电源整流充电模块故障分析及解决方案

地铁车站应急电源装置可靠性要求非常高，若其中的部件（模块）易出故障且无预见性，将对地铁安全运营形成威胁。整流充电模块是应急电源装置中故障率较高的模块之一。简述该模块的内部原理，在解析其合闸与分闸时的瞬时过程电路的基础上，提出提高该模块使用可靠性的解决方案。     

模块化多电平换流器电容电压均衡策略研究

为了实现模块化多电平换流器电容电压的均衡,在分析了模块化多电平换流器（MMC）桥臂电流构成成分的基础上,对传统的基于比例积分（PI）的外加均衡控制法进行了改进,利用准比例谐振（PR）控制器构建了具有谐波补偿功能的均衡控制内环,最后进行了控制效果的仿真验证。     

车辆远程输入输出模块电源板测试仪的开发应用

介绍南京地铁列车信息管理系统（TIMS）中远程输入输出模块（RIOM）的结构组成以及模块中的电源板。详细论述了测试电流板的可调电源测试仪的设计原理,提出了RIOM电源板动态测试的方法。可调电源测试仪的应用,不仅提高了维修效率,降低了正线测试的风险,也为维修质量的提升提供了有力的保证。     

光伏并网发电及无功调节策略的研究

设计了一种将无功调节与并网发电相结合的光伏并网功率控制系统,使光伏并网逆变器在向电网提供有功功率的同时输出电网所需的无功功率。详细分析了系统数学模型、控制结构、无功功率控制方法,并计算了其无功功率极限。结合光伏电站远程调度通讯协议,利用500 kW光伏并网逆变器样机实现了并网发电和无功功率调节的统一控制。仿真结果表明,在电网发生故障时,光伏电站可发送无功以支撑并网点电压,提高了电网电压的稳态性。     

基于双PWM技术的变频调速系统的设计

用PWM整流技术代替传统的二极管整流能改善交流调速系统的功率因数。直接功率控制技术的系统结构和算法简单,对于交流侧电压的不平衡和谐波失真有一定的补偿作用;电机控制采用直接转矩控制技术,该方法把转矩直接作为被控量,并且对电机参数不敏感,不受转子参数的影响,简单易行,在很大程度上克服了矢量控制技术的缺点。通过Matlab＼Simulink仿真,验证了双PWM调速策略可以保证交流调速系统的高功率因数和电机优良的调速性能。     

微电网用有源电力滤波器谐波电流检测新方法

对基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测方法进行改进,提出了一种微电网用有源电力滤波器谐波电流检测新方法。通过合理地选择每一级混合形态滤波器结构元素的形状和长度,将多个混合形态滤波器进行串行级联,由此构建链式混合形态滤波器,取代ip-iq检测算法中的低通滤波器以减小检测延时,并用同步参考计算模块替换锁相环以减小检测误差。仿真和实验结果表明,与传统谐波电流检测方法相比,该方法可更快速而准确地检测出谐波信号。     

模块化多电平变换器的同相层叠PWM策略

针对模块化多电平变换器（MMC）的底层控制策略,提出了同相层叠正弦脉宽调制算法（PD—SPWM）首先,建立了MMC的控制模型,介绍了其运行特征;其次,从理论上分析了PD—SPWM算法的实现过程,并在此基础上,进一步提出了桥臂子模块电容电压平衡控制算法;最后,在1．5MW的五电平MMC柔性直流输电（MMC—HVDC）样机上进行了相应的实验。试验结果表明所提出的调制算法有效,且是综合性能最优的MMC调制算法。     

贯通线三相不平衡引发虚假接地故障的分析

根据10kv电力贯通线单相接地故障（小电流接地故障）和贯通线三相不平衡引发的零序过电压（虚假接地故障）的共同特征,对贯通线三相不平衡引发的虚假接地故障进行了理论分析和潮流计算,为现场判断故障类型和快速检修打下了理论基础。     

高速动车组无拍频控制方法研究

在高速动车组牵引传动系统中,由于单相供电制式的应用,会在单相脉冲整流器的直流输出环路上叠加一个2倍于电网频率的交流脉动电压分量。该脉动电压分量会使牵引电机产生拍频现象,从而导致牵引电机电流三相不平衡、转矩脉动增大等问题。针对这一现象,提出了一种基于频域分析的无拍频控制算法。该算法是在对拍频形成原理及输出电压谐波的理论分析基础上,通过在牵引逆变器输出频率上叠加一个映射直流电压脉动分量函数进行频率补偿,以消除低频谐波分量。结合矢量控制系统,完成了算法的仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,该无拍频算法可有效抑制牵引电机拍频现象。     

基于LCL滤波器的电压型PWM整流器新型电流控制策略研究

在对基于LCL滤波器的三相电压型PWM整流器研究基础上提出了一种新型的电流控制策略。该策略采取了电网侧电流反馈控制,能够方便对功率因数进行控制。为了保证系统的稳定性,在电流环内引入了电网电流二次微分环节,根据二相静止坐标系下实轴和虚轴正弦函数的特性,在算法中避免了微分环节可能造成的高频噪声问题。对所提出的控制策略进行了分析和仿真,在此基础上搭建了以TMS320LF2407为控制核心的基于LCL滤波器的三相电压型PWM整流器系统。仿真和实验结果验证了该算法的可行性。