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三相异步电机测试安全与试验分析算法研究与应用

瞿叶奇  
【摘要】:在三相异步电机的生产环节中,电机的测试非常重要,关乎到电机的质量。为解决三相异步电机生产测试过程中,会出现短暂过压导致电机寿命减少、采集的数据含有噪声致使数据不精确、性能曲线建模过程复杂而不能很好的生成性能曲线的问题。本文设计了一种带滚动建模优化的回归与时间序列组合预测算法,解决短暂过压的问题;从频率切分、期望输出的跟踪两个角度,设计了四种滤波器,解决数据含有噪声的问题;对于性能曲线拟合困难的问题,提出了多项式模型逼近的方法,研究了多种多项式参数求解的数值优化策略,并设计了自寻阶逼近算法。对所有设计的算法都通过MATLAB作了仿真验证。最后,本文开发了一套基于Visual Studio平台的三相异步电机测试分析系统,并将所设计的算法应用到系统之中。系统投入使用后大大提高了生产效率,节约了企业成本。主要研究内容如下:首先,介绍了三相异步电机测试过程中存在的问题,当前的研究现状,以及本课题的意义;其次,给出了系统与模型、噪声与系统间的关系、随机过程的基础理论,为后续算法的设计提供了相关理论基础知识;第三,针对常见的三相异步电机测试过程中防过压措施存在的问题,通过实际采集的数据,分步建立线性回归、周期回归、时间序列三种模型,设计了回归与时间序列组合预测算法,并作了仿真验证;第四,针对现场采集的数据中含有噪声的问题,给出了频率切分的有限冲击响应滤波器、无限冲击响应滤波器,期望输出跟踪的维纳滤波器、自适应滤波器的设计过程与仿真;第五,针对三相异步电机TN性能曲线不易辨识的问题,给出了多项式的逼近方案,以及多项式参数的计算机求解方法,设计了自寻阶逼近算法并作了仿真验证;最后,基于Visual Studio平台,采用C#语言,开发了一套三相异步电机测试分析系统,将所设计的算法应用其中,并给出了应用效益分析。


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