变流器故障特征提取与维数约简方法研究

摘要

针对风电变流器故障信号非平稳、非线性的特性,结合经验模态分解(EMD)对非线性信号处理的自适应性和分形盒维数能对非线性行为定量描述的特点,提出基于EMD与分形的变流器故障特征提取方法.逆变输出三相电压信号经EMD处理后,将所得的含故障特征的固有模态分量的信息熵作为能量分布特征,分形盒维数作为结构特征,2种特征量结合较之前单一特征量更能精确反映变流器故障状态.但该特征提取法容易引发维数灾难,因此引入有监督增量式正交判别邻域保持嵌入流形学习方法来对故障特征进行维数约简,研究参数k,d的选择问题,加入类标签信息增强局部类内几何关系、最大化类间距离,并根据流形采样密度和曲率对k进行自适应调节.基于关联维数对吸引子不均匀性反应敏感,更能反映吸引子动态结构的特性,利用其对d进行估计,弥补通常情况下参数d难以确定的不足.通过Matlab仿真,验证了所提方法对变流器故障识别的准确性与有效性,且识别率提高明显.