用小波包变换检测永磁直线同步电动机系统的弱信号.docx

xxx大学xxUNIVERSITY OF TECHNOLOGYTECHNOLGY题 目： 用小波包变换检测永磁直线同步电动机系统的弱信号 学 院： 学 生： 学 号：指导教师： 2015年1月3日用小波包变换检测永磁直线同步电机系统的弱信号Weak Signal Detection of Permanent Magnet Linear Synchronous Motor Operatingin the Vertical Elevating System by Means of Wavelet Packet TransformStudent:Teacher: 摘要分段式永磁直线同步电机垂直提升系统解决了单段型动子需要拖线的供电方式，但是系统信号却较难检测。文中分析了小波包变换具有良好的时频特性的特点，并根据信号和噪声具有不同的小波特性，采用浮动阀值去噪的方法，解决了低信噪比情况下弱信号的检测。关键词：永磁；直线；同步电机；变换；信号；检测Abstract: The vertical elevation system composed with each segmental permanent magnet linear synchronous mo-tor solves problem that the power supply of single segmental moving part has to be equipped with the dragging cable but the signal of the system is actually more difficult to detect，however，the job site has the massive unwanted signal．The paper analyses the excellent time-frequency localization properties of wavelet packet transform according to the different wavelet properties between the signal and noise and realizes the weak signal detection by means of floating threshold demising based on wavelet packet transform．Keywords: Permanent-magnet；Linear；Synchronic-nous motor；Transform；Signal；Detecting.永磁直线同步电动机（PM LSM）直接驱动的提升系统采用直线电机的初级（动子）、罐笼或轿厢为一体的结构和动子直接带动罐笼或轿厢运动的驱动方式。它省去了钢丝绳和复杂的转动机构，采用积木式结构，具有提升高度不受设备限制、速度调节范围宽、高效、节能和结构简单、使用灵活、控制方便、无污染、低噪音等优点。其潜在的理论价值和经济效益是巨大的，应用前景十分广阔。对于同步电动机来说，功角随时间的变化反应了电机同步运行的状态，是电机稳定性分析的重要参数[1]。当电网电压及负载变动时，同步电机是通过调节功角来自动实现同步。但当电机受到较大的扰动时，有可能产生失步现象。此时电压、电流和功率都 将发生强烈振荡，很容易出现故障。因此，为了实现分段式永磁直线电机垂直提升系统的同步稳定运行，除了通常必须采集的电压、电流外，还需要实时检测同步电动机的功角和速度[2]。其中功角的测量是最困难的，它必须通过在附加槽和半槽之间附加电势检测绕组，来检测反电势的变化，从而计算出功角[3]。但是通常反电势信号较弱，而且电机运行越慢反电势越弱，信号越是难以检测。鉴于以上原因，这就需要寻找一种更优的算法来对PMLSM信号进行检测，以此来增强系统信号检测的准确性和实时性。1小波包分析在传统的Fou rier分析方法中，短时Fou rier变换对信号的频带划分是线性等间隔的而多分辨分析只是对信号的低频部分进行进一步的分解，而对高频部分则不予考虑。由于其尺度是按二进制变化的，所以在高频频带中其频率分辨率较差，而在低频频带中其时间分辨率较差，即对信号的频带进行指数等间隔划分（具有等Q结构）。小波包分析能够为信号提供一种更加精细的分析方法，因为小波包分解是在小波分解的基础上对Wj（高频段）也进行了分解，小波包对Wj的分解相当于W j的第j个频带被分割成2j个子频带，从而提高了高频段的频率分辨率，获得更好的频域局部化。克服了小波变换只