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题名基于相空间重构和PCA的航空电弧故障检测
被引量：23
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作者
崔芮华
李泽
佟德栓
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机构
省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学)
河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学)
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第14期5054-5065,共12页
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文摘
由电弧故障引起的航空安全问题深受人们重视,由于飞机内部空间狭小,电弧故障特征不明显且极易受到航空飞行条件的干扰,导致检测困难。该文将采集到的电弧电流信号看作一维时间序列,从系统的混沌特征出发,利用相空间重构技术将电弧电流信号引入高维空间,分析相平面吸引子的几何特征和属性特征,分别分析了中心距、矢径偏移、相关维数、K熵4种特征量在电弧故障发生前后的变化规律。利用主成分分析(principal component analysis,PCA)故障检测技术将特征矩阵降维处理,同时给出各试验负载下的PCA的监测统计量平方预测误差(squared prediction error,SPE)及其控制限,通过电弧故障发生前后的SPE值与其控制限的比较,实现航空交流电弧故障的检测。分析结果表明,4种特征量从不同的角度充分地反映了电弧故障发生前后系统变化的随机性和混沌性的差异,不需要人工设置阈值,可实现无监督在线判别电弧故障的发生。最后,利用主成分分析给出不同类型负载的分类方法,为在今后实现电弧故障检测的同时,实现负载的有效分类,能够更加有针对性地对电弧故障做出判断和应对。
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关键词
航空电弧故障
混沌特性
相空间重构
吸引子
pca检测技术
负载分类
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Keywords
aviation arc fault
chaos characteristics
phase space reconstruction
attractor
pca detection technology
load classification
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分类号
TM501
[电气工程—电器]
V267
[航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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题名基于三维熵距和熵空间的航空电弧故障检测与分类技术
被引量：15
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作者
崔芮华
李泽
佟德栓
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机构
省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学)
河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学)
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出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第4期869-880,共12页
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基金
河北省自然科学基金资助项目(E2016202106)。
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文摘
鉴于常用的时频域分析方法在航空电弧故障检测中的局限性,同时为避免单特征量的偶然性,该文提出利用三维熵距的方法实现三种信息熵的特征融合,为减少特征融合带来的噪声与冗余,利用主元分析(PCA)故障检测技术以实现特征矩阵的降维处理。分别分析小波能量熵、功率谱熵、样本熵以及三种信息熵的三维熵距在电弧故障发生前后的特征差异。利用PCA故障检测技术将特征矩阵降维处理,同时给出各试验负载下的PCA的监测统计量T^2和平方预测误差(SPE)及其各自的控制限,通过电弧故障发生前后的T^2和SPE值与各自的控制限的比较,实现航空交流电弧故障的检测。分析结果表明,该方法结合了各特征量的优势,不需要人工设置阈值,能够较为准确地判别电弧故障的发生。最后利用三维熵空间,给出几种典型的电弧故障类型的分类方法。在实现电弧故障检测的同时,给出电弧故障的类型,能够更加有效地对不同电弧故障的发生做出有针对性的应对。
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关键词
航空电弧故障三维熵距
特征融合
pca检测技术
熵空间
故障分类
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Keywords
Aviation arc fault
three-dimensional entropy distance
feature fusion
pca detection technology
entropy space
fault classification
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分类号
TM501
[电气工程—电器]
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