電力電子技術(shù)的發(fā)展及多電飛機(jī)、全電飛機(jī)概念的提出，推動(dòng)了航空電源系統(tǒng)的發(fā)展。電力電子電路將飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的三相交流電變換成可供飛機(jī)上其他設(shè)備使用的電源，是航電系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。因此，保證電力電子電路的可靠性，進(jìn)行電力電子電路的故障預(yù)測(cè)與剩余壽命估計(jì)，是目前亟待解決的問(wèn)題，具有重大的工程意義。 本文主要研究了電力電子電路的故障預(yù)測(cè)方法，主要研究?jī)?nèi)容有以下三個(gè)方面： （1）研究了電力電子電路中關(guān)鍵元器件，如電解電容、功率MOSFET、功率二極管、電感等的失效機(jī)理及故障模型，分析了能夠表征元器件失效的故障特征參數(shù)，并確定特征參數(shù)的閾值；通過(guò)分析元器件及電路在退化過(guò)程中電路各輸出參數(shù)的變化情況，定義輸出電壓偏移率作為表征電路性能退化的特征參數(shù)。 （2）研究了兩種參數(shù)辨識(shí)方法，即基于徑向距離及基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)辨識(shí)方法。介紹了兩種參數(shù)辨識(shí)方法的原理及辨識(shí)步驟，結(jié)合電力電子電路中的Boost電路進(jìn)行了不同工作條件下的參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)，并分析影響參數(shù)辨識(shí)精度的因素。 （3）研究了電力電子電路的故障預(yù)測(cè)方法。結(jié)合電路特征參數(shù)的退化規(guī)律，以開(kāi)環(huán)Boost電路為例，利用最小二乘算法、最小二乘支持向量機(jī)及灰色系統(tǒng)算法，對(duì)電路進(jìn)行故障預(yù)測(cè)與剩余壽命估計(jì)。初步研究了閉環(huán)Boost電路基于電解電容性能退化的故障預(yù)測(cè)方法，結(jié)合電解電容特征參數(shù)的退化規(guī)律，利用最小二乘算法及最小二乘支持向量機(jī)算法進(jìn)行電解電容的故障預(yù)測(cè)與剩余壽命估計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文采用方法的有效性及準(zhǔn)確性。對(duì)電力電子電路的關(guān)鍵元器件進(jìn)行了加速退化實(shí)驗(yàn)的研究，獲得了元器件與電路的性能參數(shù)退化規(guī)律的曲線，為電力電子電路參數(shù)辨識(shí)和故障預(yù)測(cè)算法的物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、測(cè)試評(píng)估提供了依據(jù)。

 

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

 

【頁(yè)數(shù)】：84

 

文章目錄

摘要

ABSTRACT

第一章 緒論

    1.1 研究背景和意義

    1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

        1.2.1 電子設(shè)備故障預(yù)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀

        1.2.2 電力電子電路故障預(yù)測(cè)研究難點(diǎn)

        1.2.3 電力電子電路故障預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)

    1.3 本文主要的研究?jī)?nèi)容

第二章 電力電子電路關(guān)鍵元器件失效機(jī)理及特征參數(shù)分析

    2.1 電解電容的失效機(jī)理及特征參數(shù)分析

    2.2 功率 MOSFET 的失效機(jī)理及特征參數(shù)分析

    2.3 功率二極管的失效機(jī)理及特征參數(shù)分析

    2.4 電感的失效機(jī)理及特征參數(shù)分析

    2.5 變壓器的失效機(jī)理及特征參數(shù)分析

    2.6 本章小結(jié)

第三章 電力電子電路參數(shù)辨識(shí)方法研究

    3.1 電力電子電路參數(shù)辨識(shí)方法

        3.1.1 基于徑向距離的參數(shù)辨識(shí)方法

        3.1.2 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)辨識(shí)方法

    3.2 Boost 電路參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

        3.2.1 Boost 電路原理及參數(shù)設(shè)置

        3.2.2 DC/DC 變換器主要性能指標(biāo)

        3.2.3 基于徑向距離的 Boost 電路參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

        3.2.4 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 Boost 電路參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

    3.3 本章小結(jié)

第四章 電力電子電路故障預(yù)測(cè)方法研究

    4.1 電力電子電路故障預(yù)測(cè)算法

        4.1.1 最小二乘故障預(yù)測(cè)算法

        4.1.2 LS-SVM 故障預(yù)測(cè)算法

        4.1.3 灰色系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)算法

    4.2 基于特征參數(shù)退化的 Boost 電路預(yù)測(cè)實(shí)例

        4.2.1 Boost 電路故障趨勢(shì)模擬及特征參數(shù)選取

        4.2.2 Boost 電路故障預(yù)測(cè)仿真實(shí)驗(yàn)

        4.2.3 Boost 電路故障預(yù)測(cè)物理實(shí)驗(yàn)

    4.3 閉環(huán) Boost 電路電解電容的故障預(yù)測(cè)實(shí)例

        4.3.1 閉環(huán) Boost 電路結(jié)構(gòu)、原理及狀態(tài)參數(shù)選取

        4.3.2 閉環(huán) Boost 電路電解電容的故障預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)

    4.4 Boost 電路元器件加速退化實(shí)驗(yàn)實(shí)例

        4.4.1 加速壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其實(shí)施步驟

        4.4.2 加速退化試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

    4.5 本章小結(jié)

第五章 工作總結(jié)與后期展望

    5.1 工作總結(jié)

    5.2 存在問(wèn)題及研究展望

參考文獻(xiàn)

致謝

在學(xué)期間的研究成果及發(fā)