爱吧机器人网 » 技术 > 神经网络 > 正文

基于优化神经网络的三相全控整流电路故障诊断


    h.jpg
    (2)取Ni的整数部分int Ni为对应个体在下一代群体中的生存数目。这样共可确定出下一代群体中的h.jpg个个体
    (3)以j.jpg为各个个体的新的适应度,再用基本的比例选择方法来随机确定下一代群体中还未确定的k.jpg个个体。


1.5 交叉和变异算子
    由前述介绍可知递阶遗传算法染色体的结构是固定的,所以与常规遗传算法的操作运算相比没有多大差异。因此,标准的交叉和变异算子同样分别适用于染色体中不同级别的染色体串,即对不同级别的染色体串,交叉和变异遗传算法中的交叉概率和变异概率是两个极为重要的控制参数,它们的选择是影响遗传算法行为和性能的关键所在。选取固定的交叉概率和变异概率易使遗传算法产生早熟收敛,陷入局部极值。
    Srinivas等提出了自适应遗传算法(Adaptive GA,AGA):
    l.jpg
    m.jpg
    式中:fmax表示种群个体的最大适应度;favg表示种群的平均适应度;f’表示参与交叉的两个个体中较大的适应度;f表示变异个体的适应度。
    调整思想是,当群体适应度比较集中时,使交叉概率pc和变异概率pm增大;当群体适应度比较分散时,使pc和pm减小,同时,适应度值高于群体平均值的个体对应于较低的pc和pm,使该解得以保护从而进入下一代;低于群体平均值的个体,对应于较高的pc和pm,使该解被淘汰。因此,交叉、变异概率的自适应调整能够提供给某个解较佳的pc和pm组合。自适应递阶遗传算法在保持群体多样性的同时,保证算法的收敛性,提高算法的收敛速度。

2 三相桥式全控整流电路建模与仿真
    研究分析表明,整流输出电压包含了电路的故障信息,是一个关键的测试点,通过适当的变换可以实现故障诊断。运用Matlab 7.1软件中的Simulink构建三相桥式全控整流主电路故障模型如图3所示。并对几种常见故障进行了仿真研究,其部分仿真结果如图4(a)~(e)所示,分别为正常工作时负载电压,单管VT5断路,两只管子同时断路故障包括同一支路不同桥臂(VT1和VT4)、不同支路不同桥臂(VT4和VT5)和不同支路同一桥臂(VT1和VT5)的断路故障仿真波形。

 

n.jpg


3 三相桥式全控整流电路的故障诊断
    图5所示为三相桥式全控整流电路原理图。考虑到实际系统运行时出现故障的情况,同时为简化分析过程,假定整流电路晶闸管故障分为单管故障或两支管子同时故障共22种,要使神经网络能区分所有的故障,必须对这些故障类型进行编码,用六位编码表示,也就是神经网络的输出。每位编码对应一个晶闸管,所有晶闸管均正常时对应编码为000000。

 

o.jpg


    以A相电压正向过零处为基准,对控制角从0~120°每隔7.5°依次对22种故障状态下的输出电压ud进行一个周期(20 ms)的数据采集,采集到的数据个数为50个,以此组成训练样本,共有22×17=374个样本。用同样的方法对控制角从6.5~113.5°每隔10.7°对ud进行采样,以获得测试样本。根据主成分分析特征提取的算法对训练和测试样本进行故障特征提取,获取的新样本从50维降为10维,大大减少了神经网络的计算量,改善了网络的复杂程度。
    本文运用Matlab工具箱,采用自适应递阶遗传算法对神经网络进行了优化。得到了神经网络的最简结构(隐含层神经元个数m=14)和最优的权值、阈值。优化后的神经网络训练误差曲线如图6所示。

p.jpg


    采用测试样本数据对所训练好的BP神经网络进行仿真验证,分别选用负载变化、输入电压变化得到的特征向量数据去验证已建立的BP神经网络,故障诊断正确率达到97.67%,并且故障诊断有误都发生在负载和输入电压同时变化时。

4 结论
    本文将一种自适应递阶遗传算法应用于神经网络的优化,解决了以往神经网络结构、权值、阈值同时优化效率不高的难题。通过仿真实验,证明了算法的准确性和实用性,并将优化的神经网络用于三相桥式全控整流电路的故障诊断,得到了令人满意的结果。

上一页12下一页

上一篇:应用人工神经网络:人工智能技术领跑反垃圾邮件
下一篇:一种RBF神经网络的自适应学习算法
精选推荐
CES 2018:英特尔推出49量子位芯片争夺量子霸权
CES 2018:英特尔推出49量子位芯片争夺量子霸权

[2018-01-10]  在与Google、IBM的一场关于建立量子计算系统的马拉松比赛中,英特尔通过了一个关键的里程碑。近日,这个科技巨头已经推出了一个49个量子位 ...

[2017-03-21]  虽然有很多关于机器人取代工人的担心,但哈佛经济学家James Bessen的论文指出,在过去的67年里机器人仅仅淘汰掉人类工作中的一个。在1950 ...

谷歌大脑发布ROBEL基准 鼓励用低成本机器人训练AI系统
谷歌大脑发布ROBEL基准 鼓励用低成本机器人训练AI系统

[2019-10-11]  训练AI系统的机器人D& 39;Claw和D& 39;Kitty用于控制机器人的人工智能系统,测量其性能所使用的基准通常仅限于为工业环境设计的昂贵硬件, ...

MIT用深度学习处理3D点云数据 应用于无人汽车等领域
MIT用深度学习处理3D点云数据 应用于无人汽车等领域

[2019-10-23]  如果你见过自动驾驶汽车,也许会对车顶上那个一直在旋转的圆柱体感到好奇。这是一个雷达传感器,无人驾驶汽车依靠它在现实世界中进行导航。 ...

机器人从工业走向家庭  库卡KUKA目标是引领中国市场
机器人从工业走向家庭 库卡KUKA目标是引领中国市场

[2017-12-08]  机器人正在改变着人们的生活方式,而库卡KUKA想要在中国这个大蛋糕中占有一块大份额,库卡公司正在引领市场...

美国Natilus公司试飞水上无人货机 设计简单成本降低
美国Natilus公司试飞水上无人货机 设计简单成本降低

[2017-12-28]  Natilus创业公司成立于2014年,其梦想是建造大型无人机,以半价提供比船舶快得多国际货运。在十二月份,Natilus计划在旧金山湾测试一个9米翼展的小型原型无人机的水上滑行能力......

2018年企业数字化转型的五大趋势
2018年企业数字化转型的五大趋势

[2017-12-16]  据2016年哈佛商学院研究表明,选择进行数字化转型的企业在3年内表现出了55%的平均毛利润提升,相比之下其他企业毛利润同期降低了37%。数字化转型企业的领头羊,也曾是收入处于......

美国人工智能公司Skymind进入福建全面开展业务
美国人工智能公司Skymind进入福建全面开展业务

[2017-12-11]  人工智能在当今这个时代对大家来说想必是非常熟悉的,这也是我国近十几年来一直追求的目标,未来的时间里这也将是全人类追求的目标。就目前来看,近年来,人工智能或在我国迎......

本周栏目热点

飞桨火力全开,重磅上线3D模型:PointNet++、PointRCNN!

[2020-03-26]  11 年前的「阿凡达」让少年的我们第一次戴上 3D 眼镜,声势浩大的瀑布奔流而下,星罗棋布飘浮在空中的群山,无一不体现着对生命的敬意, ...

从基础概念到数学公式,这是一份520页的机器学习笔记(图文并茂)

[2018-06-19]  近日,来自SAP(全球第一大商业软件公司)的梁劲(Jim Liang)公开了自己所写的一份 520 页的学习教程(英文版),详细、明了地介绍了机器学习中的相关概念、数学知识和各......

50行代码玩转生成对抗网络GAN模型!(附源码)

[2018-07-30]  本文为大家介绍了生成对抗网络(Generate Adversarial Network,GAN),以最直白的语言来讲解它,最后实现一个简单的 GAN 程序来帮助大家加深理解。...

神经网络和模糊逻辑的工作流

[2016-11-20]   行业观察 神经网络 和模糊逻辑的工作流 null 来源:神州数码erp 发布时间: 2009-10-14 9:06:01 关键词: 工作流,协同,B2B,OA  以下 ...

深度神经网络揭示了大脑喜欢看什么

[2019-11-06]  爱吧机器人网编者按:近日,《自然-神经科学》发表了一篇论文,研究人员创建了一种深度人工神经网络,能够准确预测生物大脑对视觉刺激所产 ...