基于键合图模型的电力电子电路故障诊断技术研究

摘要

在军用和民用领域，电力电子装置都有着广泛应用，其安全性和可靠性直接影响系统设备功能的实现和安全。电力电子电路是电力电子装置的主要组成部分，为提高电力电子装置的可靠性和故障诊断能力，研究电力电子电路故障诊断理论及方法，实现电力电子电路在线FDI具有重要意义和工程应用价值。
　　本文主要研究基于键合图方法的电力电子电路建模及电路故障诊断技术，主要内容有：
　　（1）阐述键合图基本原理、键合图元件因果关系及特性方程，总结分析目前开关键合图元件的建模方法，并分析了键合图建模软件20-sim的使用环境和功能。
　　（2）研究一种固定因果关系的开关键合图元件构建方法，详细分析了基于键合图方法的电力电子电路建模方法，利用辅助元件解决模型中出现的代数环和因果关系冲突问题，并在Buck电路和三相逆变电路中进行验证。
　　（3）研究全局解析冗余关系在电力电子电路故障诊断中应用，提出了一种基于键合图模型和全局解析冗余关系方法的故障诊断框架。以Buck电路参数性故障和三相逆变电路开关管开路故障为例进行验证分析，仿真结果和实验表明了所提故障诊断框架正确可行。
　　（4）研究基于键合图模型的电力电子电路定性FDI方法，研究了电路时间因果图及故障树建立、故障初始集合推导和故障源的定位方法。以机电系统和三相逆变电路为例，验证了基于键合图方法的电力电子电路定性FDI方法的有效性。

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注释表

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2 课题研究现状

1.3 电力电子电路故障诊断技术难点

1.4本文主要内容及章节安排

第二章 键合图原理及其应用平台

2.1 引言

2.2 键合图基本元件

2.3 键合图增广

2.4 开关键合图元件建模方法

2.5 20-sim软件介绍

2.6 本章小结

第三章 基于键合图方法的电力电子电路建模

3.1 引言

3.2 电力电子电路键合图建模方法分析

3.3典型电力电子电路键合图建模

3.4 本章小结

第四章 全局解析冗余关系在电力电子电路FDI中的应用研究

4.1引言

4.2基于解析冗余关系的电力电子电路FDI方法

4.3应用实例和实验结果分析

4.4 本章小结

第五章 基于键合图模型的电力电子电路定性FDI分析

5.1 引言

5.2 基于键合图模型的定性FDI方法

5.3应用实例和结果分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 研究工作总结

6.2 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