基于小波变换和神经网络的船舶Buck变换器故障诊断方法研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1. 目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1 研究目的

船舶直流综合电网在节能减排方面具有得天独厚的优势，必将在船舶交通运输行业成为未来的发展方向。随着功率半导体技术、新能源发电及储能技术的飞速发展，直流综合电网的技术和经济优势逐渐体现，船舶直流综合电网己逐渐成为船舶配电系统领域研宄的热点,与交流电网结构相比，船舶直流综合电网的优势主要体现在以下几方面：１）光伏、储能、燃料电池及燃气轮机等常见分布式电源，产生的电能均为直流电或非工频交流电，采用直流电网结构便于多种分布式能源的灵活接入；２）大多数电机的变频驱动装置需要直流供电，采用直流电网结构将省去ac/dc整流环节，降低变换器体积及能量损耗；３）直流综合电网结构中通过整流机组将交流发电机组发出的交流电变换成直流电，交流发电机组可根据不同负载条件调整转速，以保证系统工作在最优的能耗曲线上，进而提升系统的整体效率；4）直流电网结构不存在交流电网中的频率稳定和无功稳定问题，供电可靠性相对较高。结合现代船舶的发展趋势，开展船舶直流综合电网技术的故障诊断方法研宄是十分有必要的。dc/dc变换器作为船舶直流综合电网中能量变换的主要载体之一，主要应用于光伏电池的最大功率点跟踪、燃料电池稳压控制、储能装置的能量流动控制以及不同等级的电压匹配等场合，其性能的优劣直接关系到直流母线电压控制、多源协调控制、多运行模式切换以及整个船舶直流综合电网的稳定性等问题。而buck变换器作为dc/dc变换器的一类在船舶上的应用更是广泛，buck 变换器中含有较大容量的储能元件——电感和电容，因此在电感出现断开或输出出现短路等故障时，所产生的电火花很容易点燃易燃易爆气体或它们的混合物。如何在确保变换器电气指标满足要求的情况下，良好的检查并维护好电感电容，就成为有效检测buck变换器的关键，因此，需要有良好灵活的诊断来识别buck变换器的故障，保证船舶正常的航行，减少不必要的损失。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 设计任务

(1) 查阅国内外相关文献资料，了解船用buck直流变换器的基本组成及工作原理，研究小波变换和神经网络的发展动态以及具体原理；

(2) 查阅国内外船用buck直流变换器的相关资料，建立数学模型模型，故障仿真模型等;

3. 研究计划与安排

1-5周：完成资料查阅以及英文文献翻译。查阅相关国内外文献，了解研究对象发展现状，了解故障诊断方法目前的难点、要点。并完成开题报告和5000字外文翻译

6-7周：完成故障模型的建立，对比分析故障采样点的优劣，确定故障采样参数，获取故障原始数据。

8-9周：分析故障数据特点，结合数据特性选择合适的小波分析类别，对比分析，择优选择最佳小波分析法，提取故障特征向量。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 庄绪州 船舶直流综合电网储能双向ＤＣ－ＤＣ变换器研究[d] 大连海事大学 2018

[2] 李文琢; 房建成; 李海涛 基于 buck 变换器调压的无刷直流电机功率变换器单管开路故障诊断[j]. 中国电机工程学报，2013

[3] 唐玉雪 buck变换器的模糊pi控制研究与设计[d]. 东北石油大学 2019