一种用于高铁逆变器的微小故障诊断系统的设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于高铁逆变器的微小故障诊断系统的设计方法，具体步骤如下：1)根据牵引系统的传感器，采集三相电流离线数据并存储；2)将采集的数据集进行预处理；3)根据PCA的思想进行特征提取，得到特征值矩阵，载荷矩阵以及得分矩阵；4)在主元空间与残差空间，用KL散度去测量得分向量的距离；5)根据得分向量的KL散度服从的分布和假设检验方法，确定主元空间与残差空间的检测阈值；6)采集实际系统中数据并预处理；7)计算得到的主元得分向量与离线得分向量的KL散度，与阈值比较进行故障决策。本发明专利技术设计了高铁牵引系统的微小故障检测系统诊断方法，使得应用角度的可实现性以及算法的优越性都有很大的改进与优化。

A design method of micro fault diagnosis system for high speed iron inverter

The invention discloses a design method for small fault diagnosis system of high iron inverter, the specific steps are as follows: 1) according to the sensor of the traction system, collecting three-phase current offline data and storage; 2) the collected data set preprocessing; 3) according to the principle of PCA feature extraction, feature value matrix load, matrix and score matrix; 4) in principal component space and residual space, using KL divergence to measure the score vector distance; 5) according to the distribution and hypothesis test method KL divergence score vector to determine the detection threshold, principal component space and residual space; 6) data acquisition and preprocessing system 7); KL divergence calculated principal component score vector and off-line score vector, and compared to the threshold of fault decision. The invention designs a small fault detection system diagnostic method for a high iron traction system, which makes the application angle feasible and the superiority of the algorithm greatly improved and optimized.

【技术实现步骤摘要】
一种用于高铁逆变器的微小故障诊断系统的设计方法
本专利技术涉及高铁故障诊断领域，尤其是用于高铁逆变器的微小故障的诊断。
技术介绍
随着交通科技的快速发展与广泛的市场需求，国内外的高铁技术已成为人民出行的重要交通工具。不管是西方的高铁技术，还是中国的高铁技术，仍存在不足之处，比如安全性问题。因此近五年，高铁的安全性问题越来越被国内的学者关注。对于高铁微小故障的研究，目前仍是空白，没有实质性的研究性成果，这主要是由于微小故障的特性造成的。微小故障发生时对于系统造成的影响很微弱，且这个恶化的特性很容易被系统的波动以及传感器的噪声所掩盖，因此对于复杂的高铁系统乃至整个电气领域的牵引系统都是巨大的挑战。但是如果微小故障不能及时被检测，随着时间的推移必定会演变成故障，这将造成高铁毫无征兆的停止运行、强制性切断供电等，甚至造成重大的财产损失和人员的伤亡。在中国的高铁牵引系统中，比如CRH2型高铁的主电路保护动作主要针对41种特定的故障中，未考虑微小故障问题。此外，目前对微小故障的研究方法中，绝大部分是基于模型的故障诊断方法。如果在实际的应用中采用这种技术，就需要高铁牵引系统准确的数学模型，这显然是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高铁逆变器的微小故障诊断系统的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：1)首先根据牵引系统的传感器，采集三相电流离线正常运行状态下的数据，并进行存储，采集的数据集记为X

【技术特征摘要】
1.一种用于高铁逆变器的微小故障诊断系统的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：1)首先根据牵引系统的传感器，采集三相电流离线正常运行状态下的数据，并进行存储，采集的数据集记为Xabc；2)将采集得到的数据集Xabc进行预处理，具体包括两个过程：1、根据Charke和Park坐标变换思想，将数据集Xabc转变为旋转的数据集Xn；2、将旋转的数据集Xn进行标准化处理，将其转化为期望为0，方差为1的数据，并记为3)对根据PCA的思想进行特征提取，得到特征值矩阵Λ，载荷矩阵P以及得分矩阵T，根据累计方差贡献率，可以确定主元的个数l，进而根据l可以确定主元空间与残差空间，并可以得到特征值矩阵、载荷矩阵以及得分矩阵在主元空间与残差空间的部分；4)在主元空间与残差空间，用KL散度测量得分向量的距离；5)根据得分向量的KL散度服从的分布和假设检验方法，确定主元空间与残差空间的检测阈值；6)采集实际系统中的数据xnew，根据2)中数据处理的方法，对数据xnew进行坐标变换和标准化处理，得到的在线数据根据离线建立的数据模型投影到主元空间与残差空间；7)在主元空间和残差空间，计算得到的主元得分向量与离线得分向量的KL散度将其与阈值比较进行故障决策。2.根据权利要求1所述的一种用于高铁逆变器的微小故障诊断系统的设计方法，其特征在于，所述步骤2)将数据集Xabc转变为旋转的数据集Xn的过程如下其中，C3S/2R根据Clarke变换与Park变换得到，具体表达式为Xn具体可以被表示为

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏田，姜斌，陆宁云，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32