【文章內(nèi)容簡介】 ? ???? iji jjjjij xne tfwne tne tywy ??????????? ）1( 則 il l jljijljllji xne tfvxne tfvne tfztwE ??????????????? ? ? )()()()( 11 ? 設(shè)隱層節(jié)點誤差為 ?????l ljjj vne tf 1)( ?? （ 27） iijji xwE ?????? 由于權(quán)值的修正 jv1? 、 jiw? 正比于誤差函數(shù)沿梯度下降，則有 ? ?????????? l jjjjj yvEvne tf 1111)( ????? jjjjj ykvvkvkv 11111 )()()1( ???????? )()( 1111 n etfzt ?????? ijjijji xwEw ??? ????????? ijjijijiji xkwwkwkw ???????? ??)()()1( ????? l jjj vne tf 11)( ?? 式中，隱層節(jié)點誤差 j?? 中的 ?l jv11?表示輸出節(jié)點 1z 的誤差 1? 通過權(quán)值 jv1 向節(jié)點 jy反向傳播成為隱層節(jié)點的誤差。 ３． 閾值的修正 閾值 ? 也是變化值，在修正權(quán)值的同時也需要修正，原理同權(quán)值修正一樣。 （１ ）誤差函數(shù)對輸出節(jié)點閾值求導(dǎo) 1111 ?? ???????? zzEE （ 28） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 10 其中 )(111 ztzE ????? )1()(1111111 ???????????? ne tfne tne tzz ?? 則 11111 )()( ?? ??????? ne tfztE 閾值修正 111 ????? ????? E （ 29） 111 )1k ???? ??? k（）（ （２）誤差函數(shù)對隱層節(jié)點閾值求導(dǎo) ???????????? l jjjj yyzzEE ?? 11 （ 210） 其中 )( 111 ztzE ????? jjj vne tfyz 11 )( ????? )()1()(jjjjjjjj ne tfne tfne tne tyy ??????????????? ?? 則 ?? ????????????? l jjjjjlj ne tfvne tfvne tfztE ??? )()()()( 111111 閾值修正 ???????? jjjE ????? jjj kk ???? ????? )()1( ４．傳遞函數(shù) f(ｘ )的導(dǎo)數(shù) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 11 Ｓ型函數(shù)xexf ??? 1 1)( 則 ))(1()()( xfxfxf ???? ))(1()()( kkk n e tfn e tfn e tf ???? （ 211） 對輸出節(jié)點 )(1 fz ? )1()( 111 zzn etf ???? 對隱層節(jié)點 )( jj fy ? )1()( 1 jj yyne tf ???? 求函數(shù)梯度有兩種方法：遞增和批處理。遞增模式，就是每增加一個輸入樣本，重新計算一次梯度并調(diào)整權(quán)值；批處理模式，就是利用所有的輸入樣本計算梯度，然后調(diào)整權(quán)值 ]2[ 。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 實現(xiàn) 過程 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用有指導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，即當(dāng)一對學(xué)習(xí)模式提供給 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)后，神經(jīng)元的激活值從輸入層經(jīng)過隱含層向輸出層傳播，在輸出層的各個神經(jīng)元獲得網(wǎng)絡(luò)的輸出實際響應(yīng)。通過比較輸出層各神經(jīng)元的實際輸出和期望輸出，獲得二者之間的誤差，然后按照減小誤差的方向， 從輸出層經(jīng)各個隱含層并逐層修正各個連接權(quán)值，最后回到輸入層。這種“正向計算輸出 反向傳播誤差”的過程不斷重復(fù)進(jìn)行，直至誤差降低至可以接受的范圍， BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程也就隨之結(jié)束。 圖 24 BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程 訓(xùn)練過程 計算誤差計算過程期望輸出權(quán)值修正輸出輸入y 1y 2x 1x 2x 3輸入層 隱含層 輸出層內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 12 第三章 異步電動機(jī)在 MATLAB中的建模 仿真 及故障設(shè)置 異步電動機(jī)在 MATLAB中的建模 三相異步電動機(jī)的工作原理是定子上對稱三相繞組中通以對稱三相交流電流時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢及相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場。這種旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速 sn 切割轉(zhuǎn)子繞 組，則在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電動勢及電流（轉(zhuǎn)子繞組為閉合繞組），轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生點磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 下面 將 對 三相異步電動機(jī)進(jìn)行建模與仿真，其中，三相異步電動機(jī)基本參數(shù)如下給出 ： 工作電壓為 380V；工作頻率為 50Hz；功率為 15kW；額定轉(zhuǎn)速為 1460r/min。 三相異步電動機(jī)的建模與仿真步驟如下： 選擇模塊 首先建立 一個新的 Simulink模型窗口，然后根據(jù)系統(tǒng)的描述選擇合適的模塊添加至模型窗口中。建立 模型所需的模塊如下： 1）選擇 SimPowerSystems模塊庫的 Machines子模塊庫下的 Asynchronous Machine SI Units模塊作為交流異步電動機(jī)。 2）選擇 SimPowerSystems模塊庫的 Electrical Sources子模塊下的 ThreePhase Programmable Voltage Source模塊作為三相交流電源。 3） 選擇 SimPowerSystems 模塊庫的 ThreePhase Library 子 模 塊 庫 下 的ThreePhaseSeries RLC Load模塊作為串聯(lián) RLC負(fù)載。 4） 選擇 SimPowerSystems模 塊庫的 Elements子模塊庫下的 ThreePhase Breaker模塊作為三相斷路器、 Ground模塊作為接地。 5） 選擇 SimPowerSystems模塊庫的 Measureemeents子模塊庫下的 Voltage Measurement模塊作為電壓測量。 6） 選擇 Sources模塊庫下的 Constant模塊作為負(fù)載輸入。 7）選擇 Signal Routing模塊庫下的 Bus Selector模塊 作為直流電動機(jī)輸出信號選擇器。 8）選擇 Sinks模塊庫 下的 Scope模塊 ]1[ 。 搭建模塊 將所需模塊放置合適的位置，再將模塊從輸入端至輸出端進(jìn)行相連，搭建完的串電阻起動 Simulink模型如圖 31所示。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 13 圖 31 三相異步電動機(jī) Simulink仿真模型 模塊參數(shù)設(shè)置 （ 1） Asynchronous Machine SI Units模塊參數(shù)設(shè)置 雙擊 Asynchronous Machine SI Units模塊，彈出對話框。三相異步電動機(jī) 模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖 32所示。 圖 32 Asynchronous Machine SI Units模塊參數(shù)設(shè)置對話框 （ 2） ThreePhase Programmable Voltage Source模塊參數(shù)設(shè)置 雙擊 ThreePhase Programmable Voltage Source模塊，彈出對話框。三相可調(diào)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 14 交流電壓源的具體參數(shù)設(shè)置如圖 33所示。 圖 33 ThreePhase Programmable Voltage Source模塊參數(shù)設(shè)置對話框 （ 3） ThreePhase Series RLC Load模塊 參數(shù)設(shè)置 雙擊 ThreePhase Series RLC Load模塊，彈出對話框 。模塊地具體參數(shù)設(shè)置如圖 34所示。 圖 34 ThreePhase Series RLC Load模塊參數(shù)設(shè)置對話框 （ 4） Voltage Measurement模塊參數(shù)設(shè)置 圖 35 Voltage Measurement模塊參數(shù)設(shè)置對話框 具體參數(shù)設(shè)置如圖 35所示。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 15 （ 5） ThreePhase Breaker模塊參數(shù)設(shè)置 斷路器模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖 36所示。 圖 36 ThreePhase Breaker模塊參數(shù)設(shè)置對話框 （ 6） Constant模塊參數(shù)設(shè)置 將對話框中的常數(shù)設(shè)置為 1，即異步電動機(jī)的負(fù)載為 1. （ 7） Bus Selector模塊參數(shù)設(shè)置 在模型搭建完后，運(yùn)行一次 Simulink,此時再雙擊 Bus Selector模塊，會彈出如圖 37所示的對話框，將待輸出信號從對話框左側(cè)的 Signal in the bus列表框內(nèi)的信號選擇到右側(cè)的 Selected Signals列表框內(nèi)便可。 圖 37 Bus Selector模塊參數(shù)設(shè)置對話框 （ 8） Powergui模塊 打開模塊 Powergui，從 tools菜單中選擇 FFT Analysis,對輸出結(jié)果的時域波形進(jìn)行 FFT分析，得到數(shù)據(jù)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 16 圖 38 Powergui模塊 （ 9） Scope模塊參數(shù)設(shè)置 圖 39 Scope模塊參數(shù)設(shè)置對話框 （ 10） 仿真參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行 設(shè)置仿真參數(shù)的 Start time(起始時間 )為 0、 Stop time（終止時間）為 ， S olver option的步長選擇變步長 VariableStep,解算方法 Solve選擇 ode23tb解算器，然后保存該系統(tǒng)模型并進(jìn)行仿真運(yùn)行。 三相異步電動機(jī)故障設(shè)置 及故障特征提取 短路故障，是指不同相的導(dǎo)線間或相對地，發(fā)生金屬性的連接或經(jīng)較小阻抗的連接 . 電動機(jī)短路，通常發(fā)生在接線端子或繞組內(nèi)部 . 接線端子短路，是由于接線端松脫造成的單相偶然與殼體連接或兩相間偶然短路 . 而繞組內(nèi)部短路，又分為相間短路和匝間短路兩種 . 相間短路包括繞組端部層間短路 、 槽內(nèi)上下層線圈之間短路及繞組連接線或引出線絕緣損壞造成的 相間短路 . 匝間短路包括一個線圈之間短路，一個極內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 17 相組中的線圈之間短路及各極相組線圈間的短路，造成繞組短路的內(nèi)部原因，是電動機(jī)絕緣有缺陷及導(dǎo)線本身絕緣不良或嵌線時絕緣受損 . 電動機(jī)出現(xiàn)短路后，短路電流通常大于 8 倍的額定電流以上 . 短路電流使繞組迅速產(chǎn)生高熱，以致絕緣變色 、 焦脆 、直至燒毀 . 短路后果是嚴(yán)重的，因此短路故障出現(xiàn)時必須迅速切除 ]21[ 。 故障設(shè)置 這里主要對接地性不對稱故障進(jìn)行設(shè)置 ， 具體 包括