2 三相橋式全控整流電路建模與仿真
??? 研究分析表明，整流輸出電壓包含了電路的故障信息，是一個(gè)關(guān)鍵的測(cè)試點(diǎn)，通過(guò)適當(dāng)?shù)淖儞Q可以實(shí)現(xiàn)故障診斷。運(yùn)用Matlab 7．1軟件中的Simulink構(gòu)建三相橋式全控整流主電路故障模型如圖3所示。并對(duì)幾種常見(jiàn)故障進(jìn)行了仿真研究，其部分仿真結(jié)果如圖4(a)～(e)所示，分別為正常工作時(shí)負(fù)載電壓，單管VT5斷路，兩只管子同時(shí)斷路故障包括同一支路不同橋臂(VT1和VT4)、不同支路不同橋臂(VT4和VT5)和不同支路同一橋臂(VT1和VT5)的斷路故障仿真波形。

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3 三相橋式全控整流電路的故障診斷
??? 圖5所示為三相橋式全控整流電路原理圖。考慮到實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障的情況，同時(shí)為簡(jiǎn)化分析過(guò)程，假定整流電路晶閘管故障分為單管故障或兩支管子同時(shí)故障共22種，要使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能區(qū)分所有的故障，必須對(duì)這些故障類型進(jìn)行編碼，用六位編碼表示，也就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出。每位編碼對(duì)應(yīng)一個(gè)晶閘管，所有晶閘管均正常時(shí)對(duì)應(yīng)編碼為000000。

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??? 以A相電壓正向過(guò)零處為基準(zhǔn)，對(duì)控制角從0～120°每隔7．5°依次對(duì)22種故障狀態(tài)下的輸出電壓ud進(jìn)行一個(gè)周期(20 ms)的數(shù)據(jù)采集，采集到的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為50個(gè)，以此組成訓(xùn)練樣本，共有22×17=374個(gè)樣本。用同樣的方法對(duì)控制角從6．5～113．5°每隔10．7°對(duì)ud進(jìn)行采樣，以獲得測(cè)試樣本。根據(jù)主成分分析特征提取的算法對(duì)訓(xùn)練和測(cè)試樣本進(jìn)行故障特征提取，獲取的新樣本從50維降為10維，大大減少了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算量，改善了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度。
??? 本文運(yùn)用Matlab工具箱，采用自適應(yīng)遞階遺傳算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化。得到了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)(隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)m=14)和最優(yōu)的權(quán)值、閾值。優(yōu)化后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差曲線如圖6所示。

??? 采用測(cè)試樣本數(shù)據(jù)對(duì)所訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，分別選用負(fù)載變化、輸入電壓變化得到的特征向量數(shù)據(jù)去驗(yàn)證已建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，故障診斷正確率達(dá)到97．67％，并且故障診斷有誤都發(fā)生在負(fù)載和輸入電壓同時(shí)變化時(shí)。

4 結(jié)論
??? 本文將一種自適應(yīng)遞階遺傳算法應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，解決了以往神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、權(quán)值、閾值同時(shí)優(yōu)化效率不高的難題。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，證明了算法的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，并將優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于三相橋式全控整流電路的故障診斷，得到了令人滿意的結(jié)果。