一种矿用真空接触器的模态时频图ResNet健康管理系统技术方案

本发明专利技术提供一种矿用真空接触器的模态时频图ResNet健康管理系统，克服目前接触器健康管理样本少、信号特征提取混叠、状态识别率低的问题，为检修预警。本发明专利技术主要是通过采集矿用真空接触器合闸时的加速度信号，得到矿用真空接触器振动信号，再利用上位机算法对振动信号进行特征提取，得到时频图并输入训练好的ResNet模型得到预测结果，通过预测结果对矿用真空接触器状态进行判断，从而实现接触的健康管理。此外，本发明专利技术的健康管理系统还通过模拟方式模拟矿用真空接触器多种工况并采集得到相应的振动信号，扩大了训练样本的数量，从而能够训练得到具有更高精度的ResNet模型。能够训练得到具有更高精度的ResNet模型。能够训练得到具有更高精度的ResNet模型。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用真空接触器的模态时频图ResNet健康管理系统


[0001]本专利技术涉及矿用真空接触器健康管理领域，特别涉及一种将振动信号转换成模态时频图并基于ResNet的接触器健康管理系统。

技术介绍

[0002]矿用真空接触器根据控制指令，在系统正常运行或发生故障时，接通、切断电机供电线路。其性能与矿井的生产效率和安全休戚相关。然而CKJ5
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xxx/1140真空接触器触头间距极短，仅有3mm，有时每小时高达数百次地频繁开通和关断，甚至切断4000A的短路电流，加之矿井环境潮湿，容易造成触头黏连、弹簧疲劳、基座松动、铁心生锈等故障，若不及时辨识，会引起巨大经济损失。
[0003]目前，真空接触器的研究集中于离线故障类型、故障成因以及故障维修分析。为推动无人值守工作面技术的发展，真空接触器在线健康管理提上日程。唐斌等通过采样合闸线圈电流确定故障类型。[唐斌,胡国庆,刘双强,沈华启,黄徐旻,袁钰林.基于仿真与试验研究相结合的真空接触器故障模式分析[J].高压电器,2021,57(05):175
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用真空接触器的模态时频图ResNet健康管理系统，其特征在于，包括：振动信号采集模块，用于采集矿用真空接触器的振动信号；专家数据库模块，用于为ResNet模型的训练提供训练样本，其中，通过模拟方式，模拟所述矿用真空接触器在故障情况下的所述振动信号，并对模拟得到的所述振动信号进行下采样，从而扩大所述训练样本的数量；特征信号提取模块，利用上位机算法对采集到的所述振动信号进行信号特征提取，得到时频图；以及ResNet故障诊断模块，将所述特征信号提取模块生成的所述时频图输入预先训练好的所述ResNet模型，得到所述矿用真空接触器的状态判断，从而实现对所述矿用真空接触器的健康管理。2.根据权利要求1所述的矿用真空接触器的模态时频图ResNet健康管理系统，其特征在于：其中，所述振动信号采集模块包括多个加速度传感器、恒流源、高速采集卡以及上位机，所述恒流源的一端分别与所述多个加速度传感器相连接，为所述多个加速度传感器供电，所述恒流源的另一端与所述高速采集卡的一端相连接，充当信号通道，所述高速采集卡的另一端通过以太网与所述上位机相连接。3.根据权利要求2所述的矿用真空接触器的模态时频图ResNet健康管理系统，其特征在于：其中，所述加速度传感器采用CT1001L加速度传感器，所述恒流源采用CT5201恒流源适调器，所述高速采集卡采用的是NI MCC USB
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E1608 16位多功能以太网采集卡，将所述振动信号转换为数字信号。4.根据权利要求1所述的矿用真空接触器的模态时频图ResNet健康管理系统，其特征在于：其中，所述专家数据库模块中，所述故障情况包括：弹簧疲劳故障，通过将所述矿用真空接触器的分闸弹簧减小4mm进行模拟；基座松动故障，通过将所述矿用真空接触器的基座固定螺丝松开5mm进行模拟；以及铁心生锈故障，通过在所述矿用真空接触器的铁心与衔铁接触面上撒上粉尘进行模拟。5.根据权利要求1所述的矿用真空接触器的模态时频图ResNet健康管理系统，其特征在于：其中，所述专家数据库模块中，信号采样率为500KHz，采样时长为50ms，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海英，孙越，李一凡，宋建成，栗林波，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：