[发明专利]一种基于堆叠稀疏自编码器的开关磁阻电机故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于堆叠稀疏自编码器的开关磁阻电机故障诊断方法。该方法根据采集到的开关磁阻电机各相定子的电流信号，建立基于堆叠稀疏自编码器的故障诊断模型。该方法包括如下实现步骤：1)采集信号；2)信号预处理；3)提取信号的幅值谱，加标签，设置参数；4)构建堆叠稀疏自编码器和分类器；5)训练和测试堆叠稀疏自编码器模型；6)将待测样本的幅值谱输入模型中，得到故障诊断结果。本发明利用端到端的识别方法可避开传统故障诊断模型中复杂的建模，为开关磁阻电机提供一种可行的故障诊断方法。

技术领域

本发明属于电机状态检测和故障诊断领域，涉及一种基于稀疏自编码器的故障诊断方法。

背景技术

开关磁阻电机是一种新型调速电机，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，系统可靠性高。

开关磁阻电机绕组的故障主要有五类：相绕组短路、相绕组开路、匝间短路、相间短路、绝缘损坏等。通常情况下这几类故障都是由于电机绕组中导线的损坏引起的，导线的绝缘性能容易受到各种机电因素的影响导致质量下降。开关磁阻电机的工作环境比较恶劣，某些情况下，电机还会长期工作在过负荷状态，特别是频繁启停和换向，都会导致绕组中通过的电流大于额定值，使绕组的发热严重，时间长了就都会使绕组的绝缘层发生质变。因此，对开关磁阻电机的故障进行检测和诊断，以保证系统的稳定性从而减少事故，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于绕开复杂的信号处理技术提供一种端到端的开关磁阻电机绕组故障诊断方法，提高故障诊断的效率。

本发明公开了一种基于稀疏自编码器的开关磁阻电机绕组故障诊断方法，具体步骤如下：

1.一种基于堆叠稀疏自编码器的开关磁阻电机故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：采集开关磁阻电机各相定子的电流信号；

步骤2：对采集的电流信号进行预处理，将原始数据归一化到[0,1]区间内；

步骤3：对预处理后的电流信号进行离散傅里叶变换，得到幅值谱；

步骤4：对样本进行分类，分别归入有故障样本和无故障样本，并分别设置标签；

步骤5：将所有样本按比例分为训练样本和测试样本，训练样本数目大于测试样本数目；

步骤6：设置参数，利用训练样本构建堆叠稀疏自编码器和分类器；

步骤7：利用测试样本评估堆叠稀疏自编码器模型的优劣，根据模型对测试样本分类识别的正确率，选择测试过程中得到最高正确率的参数为最优的模型的参数，保存最优模型；

步骤8：对待测开关磁阻电机的各相电流信号进行傅立叶变换，得到幅值谱，再输入最优模型中，根据自编码器和分类器模型的输出判断该样本对应的电机是否存在故障。

附图说明

图1是故障诊断流程。

图2是堆叠稀疏自编码器和分类器模型的结构图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式，以开关磁阻电机的绕组故障诊断为例，详细描述本发明的技术方案。

如图1所示，具体步骤：

步骤1：采集开关磁阻电机各相定子的电流信号；

步骤2：对采集的电流信号进行预处理，将原始数据归一化到[0,1]区间内；

步骤3：对预处理后的电流信号进行离散傅里叶变换，得到幅值谱；

步骤4：对样本进行分类，分别归入有故障样本和无故障样本，并分别设置标签；