1、近年來，電力電子技術發(fā)展異常迅速，電力電子裝置的市場不斷擴大。電力電子技術已廣泛應用于電力系統(tǒng)、家用電氣、交通運輸、通信工程、航空航天、商業(yè)和工業(yè)等諸多領域。而電力電子裝置在這些系統(tǒng)中通常作為電源或電機驅動器，對系統(tǒng)的整體可靠性有極大的影響。隨著人們對系統(tǒng)的安全性和可靠性的要求越來越高，故障診斷技術正愈來愈受到重視而成為研究熱點之一。因此研究電力電子電路的故障診斷，有其理論意義和現(xiàn)實意義。 電力電子電路可以視為一個典型的混雜系統(tǒng)

2、，因此可以利用混雜系統(tǒng)相關理論來研究其故障診斷。本文以混雜系統(tǒng)理論為基礎，對電力電子電路進行了混雜系統(tǒng)建模、故障診斷、事件辨識以及小波分析等方面的深入研究。具體的研究內容主要包括以下五個方面：(1)建立電力電子電路的統(tǒng)一數(shù)學模型。 根據電力電子電路的混雜系統(tǒng)本質特性，建立了電力電子電路的統(tǒng)一混雜系統(tǒng)數(shù)學模型，在模型的基礎上給出了電路的基本事件、控制變遷、條件變遷等基本概念，不同的電力電子電路反映到模型中，只是模型中子系統(tǒng)參數(shù)以及

3、各個子系統(tǒng)之間離散事件的變遷規(guī)律不同。因此，可以利用該模型來討論電力電子電路的通用故障診斷方法。 (2)提出電力電子電路的通用故障診斷機理。在統(tǒng)一的混雜系統(tǒng)模型上分析了電力電子電路的基本工作機理和控制策略，指出電力電子電路結構性故障均表現(xiàn)為存在錯誤事件變遷，即電路的期望事件與實際事件的不相符合，因此通過實時辨識電路的實際事件，就可以確定電路的故障范圍和故障類型，從而將電路的故障診斷轉化為電路的事件辨識；這一故障診斷機理，能滿足同

4、時進行結構性故障診斷和參數(shù)性故障診斷的要求，以及通用性要求；利用這一故障診斷機理，分析得到了一些典型電力電子電路的具體事件變遷規(guī)律和故障診斷基本規(guī)律。 (3)實現(xiàn)電力電子電路拓撲辨識。將電力電子電路進行等效，然后將傳統(tǒng)電路拓撲分析方法應用于電力電子電路的拓撲分析；給出了電力電子電路的同流拓撲、同壓拓撲、拓撲線性相關、拓撲向量及最簡拓撲向量、獨立回路等基本概念和電流變量拓撲線性相關判定、回路獨立判定、最簡拓撲向量選取等基本定理；利

5、用電路中電流拓撲關聯(lián)關系，給出了利用開關支路電流變量信息的電路事件辨識方法；而根據拓撲向量具有各不相同變化規(guī)律的特征，給出了應用電流變量和電壓變量的變化規(guī)律信息的事件辨識方法；分析了這些辨識方法各自的使用范圍，并利用這些方法，具體分析了一些典型電力電子電路的事件辨識。 (4)利用殘差分析實現(xiàn)電路事件辨識。分析并證明了用殘差發(fā)生器來實現(xiàn)電力電子電路事件辨識的可行性，給出了這一殘差發(fā)生器的基本設計要求和構建步驟；提出了利用殘差發(fā)生器

6、程序做電路事件辨識的計算優(yōu)先級設計；為了提高殘差發(fā)生器的魯棒性，從頻域和時域兩方面分析了魯棒殘差發(fā)生器的基本原理及存在條件，并采用未知輸入觀測器構建了用于事件辨識的最優(yōu)魯棒殘差發(fā)生器，給出了該觀測器參數(shù)的設計思路。 (5)利用小波分析實現(xiàn)電力電子電路故障診斷。分析了小波變換在電力電子電路故障信號濾波方面的應用，指出小波變換器用于殘差發(fā)生器的中間環(huán)節(jié)要比直接進行殘差濾波的事件辨識效果要好；分析了應用小波變換做故障診斷的主要方法，指