航空发电机旋转整流器故障特征提取技术研究

摘要

旋转整流器是同步交流发电机的核心部件，旋转整流器中的整流二极管不仅会受到发电机振动加速度的影响，而且由于转子的高速旋转，会产生很大的离心力和机械应力，因而旋转整流器非常容易出现故障。同步交流发电机广泛应用于航空航天、国防以及工农业等重要领域，因而对同步交流发电机中的旋转整流器进行故障诊断十分重要。
　　本文主要研究了基于分数阶傅里叶变换的旋转整流器故障诊断方法，主要研究内容如下：
　　首先，介绍同步交流发电机的基本结构及其工作原理，利用Matlab/Simulink建立同步交流发电机的仿真模型，并进行仿真实验且对仿真结果进行分析。
　　其次，利用分数阶傅里叶变换对同步交流发电机的三相输出电压信号进行信号处理分析，提取出表征旋转整流器故障模式的两个关键特征量，并提出了同步交流发电机旋转整流器的故障诊断方法，并通过进行仿真实验对提出方法进行验证，结果表明了提出方法的有效性。
　　最后，搭建同步交流发电机物理实验平台，对旋转整流器不同故障模式下的同步交流发电机三相输出电压信号进行验证，表明基于分数阶傅里叶变换的旋转整流器故障诊断方法的可行性，具有诊断正确率高、速度快等特点。
　　同时，将本文提出的故障诊断方法与基于傅里叶变换的故障诊断方法和基于小波变换的故障诊断方法进行了深入对比分析，进一步表明本文提出的基于分数阶傅里叶变换的旋转整流器故障诊断方法的有效性。

目录

声明

缩略词

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 航空发电机旋转整流器故障诊断研究概述

1.3 论文研究内容与结构

第二章 航空三级式无刷同步交流发电机建模分析

2.1 同步交流发电机基本结构及数学模型

2.2 同步交流发电机建模

2.3 同步交流发电机整体模型及仿真参数

2.4 本章小结

第三章 基于分数阶傅里叶变换的故障诊断技术研究

3.1 旋转整流器故障仿真设置

3.2 同步交流发电机旋转整流器故障仿真

3.3 分数阶傅里叶变换简述

3.4 模式识别分类器简述

3.5 基于分数阶傅里叶变换的故障诊断方法

3.6 基于模式识别的故障诊断方法

3.7 本章小结

第四章 同步交流发电机旋转整流器故障物理实验

4.1 同步交流发电机物理实验平台

4.2 故障信号采集及特征提取

4.3 基于分数阶傅里叶变换的故障诊断方法

4.4 基于模式识别的故障诊断方法

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 研究工作总结

5.2 存在问题及后续工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文