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永磁直流电机体积小,重量轻,性能优良,制造成本低,具有重要的经济价值,因而被广泛应用于生产和生活中的许多需要实现自动化动作的场合。本文对永磁直流电机的状态在线监测及故障诊断系统进行了研究。 首先,对电机换向过程对输出电流信号脉动的影响展开分析,得到了电机在正常状态及发生线圈断路、换向片间短路和绕组脱焊三种特殊故障状态下的电流信号变化规律。同时根据该电流变化规律提出了一种加入电流脉动的永磁直流电机Simulink模型。 其次,运用加入换向脉动的永磁直流电机Simulink模型对电机进行仿真分析。仿真包括电机正常、发生线圈断路、换向片间短路、绕组脱焊以及电刷磨损故障在内的五种电机状态。通过比较实验数据,验证了用于表征电机状态的特征参数向量的有效性。 接着,在 MATLAB中按步骤构建了适用于本研究中电机状态模式识别的 BP神经网络。通过运用经验公式,并展开多组试验,对BP神经网络的最佳隐层神经元数目进行了确定,同时对该网络的稳定性也进行了试验验证。 最后,实现了基于LabVIEW工具的永磁直流电机的故障在线监测及智能诊断系统。从硬件部分和软件部分对其进行设计,该系统主要包括信号采集,数据处理和模式识别这三个功能模块,通过测试试验,证明了本文工作的有效性。