【摘 要】
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IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）作为电力电子设备的核心器件,在线健康监测尤为重要,其安全运行关乎整个设备的可靠性。由于IGBT实时健康监测的数据量大、采样率高,数据传输成为了主要难题,因此有效重构原始信号的方法成为了当前研究热点之一。本文基于压缩感知理论,对IGBT栅极波形的采集进行研究。首先,阐述和分析了压缩感知理论原理并给出信号重构性能的评价标准。
【基金项目】
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陕西省创新能力支撑计划项目（2021TD-25）；
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IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）作为电力电子设备的核心器件,在线健康监测尤为重要,其安全运行关乎整个设备的可靠性。由于IGBT实时健康监测的数据量大、采样率高,数据传输成为了主要难题,因此有效重构原始信号的方法成为了当前研究热点之一。本文基于压缩感知理论,对IGBT栅极波形的采集进行研究。首先,阐述和分析了压缩感知理论原理并给出信号重构性能的评价标准。然后,从理论和仿真对不同稀疏基以及不同测量矩阵下IGBT电信号的稀疏情况和重构效果进行论述分析。接着,针对分段弱正交匹配追踪算法的不足之处,提出了一种基于不同S型函数的回溯策略的SWOMP算法,仿真结果表明,改进的SWOMP1-SWOMP6算法重构效果更好,其中SWOMP4算法重构效果最优,仿真证明改进算法的可行性。最后,将压缩感知应用在IGBT电信号重构的过程进行实验验证,其中数据准备与压缩采用单片机完成,并将处理的数据通过串口传输给电脑,进行信号的重构。采样率为0.3时,SWOMP算法均方误差为2.73521,SWOMP4算法均方误差为2.18416,降低了0.55105,验证了改进算法的正确性。本文主要通过监测IGBT栅极波形的健康状态,来达到提前预测和保护整个系统安全可靠运行的目的,论文所设计的算法具有较高的重构精度,为监测IGBT模块在线健康状态提供新的解决思路,具有重要的理论研究价值和参考意义。
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