非侵入式電路故障診斷及家用電器用電狀況在線監(jiān)測算法研究.pdf

1、隨著人們增長的消費(fèi)需求，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及能源的日漸消耗，人們的生活方式也發(fā)生著改變。功能更加完善的電子、電器產(chǎn)品充斥人們的視線，為現(xiàn)代化的生活提供各項(xiàng)便利?，F(xiàn)今電子、電器類產(chǎn)品的多樣性為其工作的穩(wěn)定性、安全性及節(jié)電能力等的檢測或監(jiān)測提出挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法和機(jī)制除成本高昂(包括時(shí)間成本和資金成本)，效率低下等問題外也不適用于一些新的產(chǎn)品。而新型的非侵入式負(fù)荷監(jiān)測系統(tǒng)可以大大降低監(jiān)測的成本。本文從電路故障診斷和家用電器用電監(jiān)測兩個(gè)方

2、面入手研究非侵入式負(fù)荷監(jiān)測系統(tǒng)的辨識算法。
　　 在電路故障診斷方面，本文首先研究：FastICA算法的分離效果與源信號之間相關(guān)性的定量關(guān)系，再針對某種特定的電路提出了基于FastICA算法的非完全型非侵入式電路故障診斷方法，最后通過實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證了方法的正確性。具體工作如下：
　　 ①分析研究兩個(gè)正弦信號之間相關(guān)性大小與頻率、幅值之間的關(guān)系。在Matlab中仿真出相關(guān)性近似均勻分布的一系列正弦信號。將這些相關(guān)性一定的正弦

3、信號作為源信號進(jìn)行兩兩隨機(jī)線性混合并利用FastICA算法進(jìn)行盲分離，利用F(WA)參數(shù)分析分離效果。將源信號相關(guān)性和F(WA)進(jìn)行線性擬合，確定兩者的線性關(guān)系。
　　 ②計(jì)算分離信號與每個(gè)源信號的相關(guān)系數(shù)大小，提出滿足分離效果要求的分離信號與源信號相關(guān)性條件。根據(jù)該條件確定滿足分離效果的源信號之間相關(guān)系數(shù)的取值范圍。對正弦信號進(jìn)行3個(gè)一組的隨機(jī)線性混合，利用同樣的方法進(jìn)行分析。可得多個(gè)信號混合時(shí)分離效果對源信號相關(guān)性的要求與兩

4、信號混合時(shí)是一致的。
　　 ③提出建立測試電路的方法、步驟和激勵(lì)電壓的調(diào)試規(guī)則，使輸出的電流信號的相關(guān)性與第②步中得出的結(jié)論相符。提出基于FastICA算法的非完全型非侵入式電路故障診斷算法的流程。利用Matlab仿真某種電路故障信號并帶入故障診斷算法進(jìn)行驗(yàn)證分析。
　　 家用電器用電情況在線監(jiān)測在實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)以及對用戶的用電管理方面具有重要的意義。在智能電表中加入非侵入式家用電器用電監(jiān)測模塊，為實(shí)現(xiàn)以上功能提供有效且

5、全面的數(shù)據(jù)支持。本文提出基于多特征參數(shù)的完全型非侵入式家用電器用電監(jiān)測算法，根據(jù)每一個(gè)電器的投切動作時(shí)間及其基本的用電參數(shù)即可方便地計(jì)算各個(gè)電器的實(shí)際耗電量，具體工作如下：
　　 ①研究家用電器的穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)特征，提取出家用電器的多特征參數(shù)。以20個(gè)家用電器作為參照設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采樣其投切和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的電壓、電流波形數(shù)據(jù)。計(jì)算其多特征參數(shù)，建立特征參數(shù)模型庫作為本文的電器類型辨識依據(jù)。
　　 ②提出家用電器投切狀態(tài)的辨識算法