(57)【要約】【課題】直流電圧の実効値やリップル電圧の実効値に影響が現れにくい直流電源装置の故障の診断を行うことが可能な直流電源装置の劣化診断技術の提供。【解決手段】出力波形信号を検出する変動波形検出手段、出力波形信号から時系列データを生成するサンプリング手段、時系列データをウェーブレット変換し複数の解像度のウェーブレット変換波形を出力するウェーブレット変換演算手段１０、各解像度のウェーブレット変換波形の代表値を演算する代表値演算手段１３、正常な場合の各解像度の代表値を記憶する参照値記憶手段１４、各解像度のウェーブレット変換波形の代表値と、参照値記憶手段内の代表値を比較する比較手段１５、及び比較結果に基づき警報を出力する警報出力手段１８を設けた。これにより、出力波形信号の確率密度分布関数を用いてリップル電圧の実効値等に影響が現れにくい劣化検出ができる。【選択図】        図２
2005287108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源装置の劣化診断を行う劣化診断装置であって、以下の構成を含む劣化診断装置：
直流電源装置の出力波形信号を検出する変動波形検出手段；
前記変動波形検出手段により検出される出力波形信号を、サンプリングし複数個のデジタル値からなる時系列データを生成するサンプリング手段；
前記時系列データに対し、ウェーブレット変換を行い、複数の解像度のウェーブレット変換波形を出力するウェーブレット変換演算手段；
各解像度のウェーブレット変換波形の代表値を演算する代表値演算手段；
直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の代表値を記憶する参照値記憶手段；
各解像度のウェーブレット変換波形の代表値と、前記参照値記憶手段に記憶されたその解像度の前記ウェーブレット変換波形の代表値を比較する比較手段；
前記比較手段の比較結果に基づいて劣化を判定する劣化判定手段。
【請求項２】
前記劣化判定手段は、
直流電源装置が正常である場合における、前記各解像度のウェーブレット変換波形に対する前記比較手段の出力する比較結果のパターンとして許容されるパターン（以下、「許容パターン」という。）を記憶する許容パターン記憶手段；
及び、前記各解像度のウェーブレット変換波形に対する前記比較手段の出力する比較結果のパターンと、前記許容パターン記憶手段に記憶された許容パターンとを比較して、その比較結果を出力するパターン比較手段；
を含むものであることを特徴とする請求項１記載の劣化診断装置。
【請求項３】
前記代表値演算手段は、各解像度のウェーブレット変換波形の平均値を演算する平均値演算手段であり、
前記参照値記憶手段は、直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の平均値を記憶するものであること
を特徴とする請求項１又は２記載の劣化診断装置。
【請求項４】
前記代表値演算手段は、各解像度のウェーブレット変換波形の分散値を演算する分散値演算手段であり、
前記参照値記憶手段は、直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の分散値を記憶するものであること
を特徴とする請求項１又は２記載の劣化診断装置。
【請求項５】
前記代表値演算手段は、各解像度のウェーブレット変換波形の歪度を演算する歪度演算手段であり、
前記参照値記憶手段は、直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の歪度を記憶するものであること
を特徴とする請求項１又は２記載の劣化診断装置。
【請求項６】
前記代表値演算手段は、各解像度のウェーブレット変換波形の尖度を演算する尖度演算手段であり、
前記参照値記憶手段は、直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の尖度を記憶するものであること
を特徴とする請求項１又は２記載の劣化診断装置。
【請求項７】
前記ウェーブレット変換演算手段は、フレンチ・ハット（French Hat）関数を基底関数とするウェーブレット変換を行い、複数の解像度のウェーブレット変換波形を出力することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一記載の劣化診断装置。
【請求項８】
直流電源装置の劣化診断を行う劣化診断方法であって、以下のステップを有する劣化診断方法：
直流電源装置の出力波形信号を検出する第１ステップ；
前記第１ステップで検出される出力波形信号を、サンプリングし複数個のデジタル値からなる時系列データを生成する第２ステップ；
前記時系列データに対し、ウェーブレット変換を行い、複数の解像度のウェーブレット変換波形を出力する第３ステップ；
各解像度のウェーブレット変換波形の代表値を演算する第４ステップ；
各解像度のウェーブレット変換波形の代表値と、予め求められている直流電源装置が正常である場合における当該解像度の前記ウェーブレット変換波形の代表値とを比較する第５ステップ；
前記第５ステップにおける比較結果に基づいて劣化を判定する第６ステップ。
【請求項９】
前記第６ステップでは、
前記第５ステップにおいて出力される前記各解像度のウェーブレット変換波形に対する比較結果のパターンを、
予め求められた、直流電源装置が正常である場合における当該解像度のウェーブレット変換波形に対する前記比較手段の出力する比較結果のパターンとして許容されるパターンと比較して、
その比較結果に基づいて劣化を判定することを特徴とする請求項８記載の劣化診断方法。
【請求項１０】
前記第３ステップにおいては、フレンチ・ハット（French Hat）関数を基底関数とするウェーブレット変換を行い、複数の解像度のウェーブレット変換波形を出力することを特徴とする請求項８又は９記載の劣化診断方法。
【請求項１１】
コンピュータに読み込んで実行することにより、コンピュータを請求項１乃至７の何れか一記載の劣化診断装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源装置の出力電圧のリップル成分から、将来故障に発展する可能性がある劣化を検出する直流電源装置の劣化診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の直流電源装置の劣化診断手法について説明する。非特許文献１には、従来の直流電源装置の異常を検出する手法が子細されている。図６にこの直流電源装置の異常を検出する手法を示す。
【０００３】
図６において、直流電源装置１０１は、ダイオード１０２ａ〜１０２ｄにより構成された全波整流回路１０２、平滑コンデンサ１０３、第１のＤＣ／ＤＣ変換器１０４、第２のＤＣ／ＤＣ変換器１０５、及び制御装置１０６を備えている。
【０００４】
直流電源装置１０１は、交流の供給電力Ｖｉｎを直流に変換し、直流電圧Ｖｓとして出力する。この直流電源装置１０１が劣化診断対象である。全波整流回路１０２は、供給電力Ｖｉｎを整流して全波整流波形を出力する。平滑コンデンサ１０３は、全波整流回路１０２からの全波整流波形を平滑化する。
【０００５】
第１のＤＣ／ＤＣ変換器１０４は、平滑コンデンサ１０３により平滑化された直流電力を規定の直流電力Ｖｓに変換する。この直流電力Ｖｓが、直流電源装置１０１の出力波形Ｖｓとなる。
【０００６】
第２のＤＣ／ＤＣ変換器１０５も、同様に、平滑コンデンサ１０３により平滑化された直流電力（制御装置用電源）Ｖｃを規定の直流電力に変換する。第２のＤＣ／ＤＣ変換器１０５は、制御装置１０６に電源を供給している。制御装置１０６は、制御信号Ｓｃを出力し、これによりＤＣ／ＤＣ変換器１０４を制御する。
【０００７】
直流電源装置１０１の出力側には、直流電源装置１０１の劣化診断を行うための劣化診断装置が設けられている。図６に示す従来の直流電源装置の劣化診断装置は、電圧計１０７、直流電圧表示器１０８、直流分遮断フィルタ１０９、増幅器１１０、電圧計１１１、及びリップル電圧表示器１１２を備えている。
【０００８】
電圧計１０７は、直流電源装置１０１から出力される直流電源装置の出力波形Ｖｓの電圧の実効値を測定する。直流電圧表示器１０８は、電圧計１０７から出力される直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｓの実効値を表示する。
【０００９】
直流分遮断フィルタ１０９は、直流電源装置１０１から出力される直流電源装置の出力波形Ｖｓの直流分を遮断する。増幅器１１０は、直流分遮断フィルタ１０９の出力信号を増幅する。電圧計１１１は、増幅器１１０からの信号の電圧の実効値を測定する。リップル電圧表示器１１２は、電圧計１１１から出力される直流電源装置１０１のリップル電圧の実効値を表示する。
【００１０】
従来の直流電源装置１０１の劣化診断装置は、診断対象から出力される直流電圧Ｖｓの実効値やリップル電圧の実効値を検出している。これにより、直流電源装置１０１の出力の異常を検出し、直流電源装置１０１の劣化が診断される。
【非特許文献１】電気学会情報処理システム(電子制御システム)の保守技術調査専門委員会編，「情報処理システムの保守技術--定期保守」，電気学会技術報告（２部），電気学会，１９８９年９月，通号第３０７号，ｐｐ．１〜６１（ｐ．２０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、直流電源装置の大きな故障原因の一つに平滑コンデンサ１０３の半分程度の容量低下（容量抜け）がある。しかしながら、かかる容量抜けは、直流電圧Ｖｓの実効値やリップル電圧の実効値にはほとんど影響しない。そのため、診断対象から出力される直流電圧Ｖｓの実効値やリップル電圧の実効値を検出しただけでは、このような容量抜けを検出することはできない。
【００１２】
従って、上記従来の故障診断装置では、直流電源装置の重要な部品である平滑コンデンサ１０３が劣化しても、直流電源装置１０１の異常は判別できないという欠点がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、直流電圧の実効値やリップル電圧の実効値に影響が現れにくい直流電源装置の故障の診断をも行うことが可能な直流電源装置の劣化診断技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る直流電源装置の劣化診断装置の第１の構成は、直流電源装置の劣化診断を行う劣化診断装置であって、以下の構成を含むことを特徴とする：
直流電源装置の出力波形信号を検出する変動波形検出手段；
前記変動波形検出手段により検出される出力波形信号を、サンプリングし複数個のデジタル値からなる時系列データを生成するサンプリング手段；
前記時系列データに対し、ウェーブレット変換を行い、複数の解像度のウェーブレット変換波形を出力するウェーブレット変換演算手段；
各解像度のウェーブレット変換波形の代表値を演算する代表値演算手段；
直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の代表値を記憶する参照値記憶手段；
各解像度のウェーブレット変換波形の代表値と、前記参照値記憶手段に記憶されたその解像度の前記ウェーブレット変換波形の代表値を比較する比較手段；
前記比較手段の比較結果に基づいて劣化を判定する劣化判定手段。
【００１５】
この構成によれば、サンプリング手段が出力する時系列データに基づいて、ウェーブレット変換演算手段が出力波形信号をウェーブレット変換し、複数の解像度のウェーブレット変換波形が出力される。代表値演算手段は、各解像度のウェーブレット変換波形の代表値を算出する。比較手段は、代表値演算手段が出力するウェーブレット変換波形の代表値と、その解像度における、直流電源装置が正常である場合におけるウェーブレット変換波形の代表値とを比較する。これにより、出力電圧変動検出器で観測される出力電圧変動波形が正常か区別できるようになる。
【００１６】
すなわち、ウェーブレット変換波形の代表値は確率密度分布関数の代表値を示す指標である。確率密度分布関数は、直流電源装置の出力波形信号の正常時には定型の分布をする。しかし、正常でない場合には定型の分布とは異なる。そのため、この代表値を比較することによって上記区別が行えるようになる。
【００１７】
ここで、ウェーブレット変換に使用する基底関数としては、French Hat関数、Haar関数など、種々のものを使用することが可能である。「代表値」とは、統計学において使用される種々の代表値のことをいい、例えば、平均値、分散、標準偏差、歪度、尖度等である。
【００１８】
本発明に係る直流電源装置の劣化診断装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記劣化判定手段は、直流電源装置が正常である場合における、前記各解像度のウェーブレット変換波形に対する前記比較手段の出力する比較結果のパターンとして許容されるパターン（以下、「許容パターン」という。）を記憶する許容パターン記憶手段；
及び、前記各解像度のウェーブレット変換波形に対する前記比較手段の出力する比較結果のパターンと、前記許容パターン記憶手段に記憶された許容パターンとを比較して、その比較結果を出力するパターン比較手段；
を含むものであることを特徴とする。
【００１９】
このように、パターン比較手段により、異常の発生パターンが許容範囲にあるか否かを比較した上で、許容範囲を超えたときに劣化したと判定することにより、一時的なノイズの影響により頻繁に劣化したと判定されることを防止することが可能となる。
【００２０】
本発明に係る直流電源装置の劣化診断装置の第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記代表値演算手段は、各解像度のウェーブレット変換波形の平均値を演算する平均値演算手段であり、
前記参照値記憶手段は、直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の平均値を記憶するものであることを特徴とする。
【００２１】
このように、代表値として平均値を採用することで、計算時間を短縮することができる。従って、従来のものと比較して高速に直流電源装置の劣化状況を判断できるようになる。
【００２２】
本発明に係る直流電源装置の劣化診断装置の第４の構成は、前記第１又は２の構成において、前記代表値演算手段は、各解像度のウェーブレット変換波形の分散値を演算する分散値演算手段であり、
前記参照値記憶手段は、直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の分散値を記憶するものであることを特徴とする。
【００２３】
このように、代表値として分散値を採用することで、ばらつきに異常が現われる劣化現象の検出感度向上もできる。
【００２４】
本発明に係る直流電源装置の劣化診断装置の第５の構成は、前記第１又は２の構成において、前記代表値演算手段は、各解像度のウェーブレット変換波形の歪度を演算する歪度演算手段であり、
前記参照値記憶手段は、直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の歪度を記憶するものであることを特徴とする。
【００２５】
このように、代表値として歪度を採用することで、偏りに異常が現われる劣化現象の検出感度向上もできる。
【００２６】
本発明に係る直流電源装置の劣化診断装置の第６の構成は、前記第１又は２の構成において、前記代表値演算手段は、各解像度のウェーブレット変換波形の尖度を演算する尖度演算手段であり、
前記参照値記憶手段は、直流電源装置が正常である場合における各解像度の前記ウェーブレット変換波形の尖度を記憶するものであることを特徴とする。
【００２７】
このように、代表値として尖度を採用することで、ひろがりに異常が現われる劣化現象の検出感度向上もできる。
【００２８】
本発明に係る直流電源装置の劣化診断装置の第７の構成は、前記第１乃至６の何れか一の構成において、前記ウェーブレット変換演算手段は、フレンチ・ハット（French Hat）関数を基底関数とするウェーブレット変換を行い、複数の解像度のウェーブレット変換波形を出力することを特徴とする。
【００２９】
本発明に係る直流電源方法の劣化診断方法の第１の構成は、直流電源装置の劣化診断を行う劣化診断方法であって、以下のステップを有することを特徴とする：
直流電源装置の出力波形信号を検出する第１ステップ；
前記第１ステップで検出される出力波形信号を、サンプリングし複数個のデジタル値からなる時系列データを生成する第２ステップ；
前記時系列データに対し、ウェーブレット変換を行い、複数の解像度のウェーブレット変換波形を出力する第３ステップ；
各解像度のウェーブレット変換波形の代表値を演算する第４ステップ；
各解像度のウェーブレット変換波形の代表値と、予め求められている直流電源装置が正常である場合における当該解像度の前記ウェーブレット変換波形の代表値とを比較する第５ステップ；
前記第５ステップにおける比較結果に基づいて劣化を判定する第６ステップ。
【００３０】
本発明に係る直流電源方法の劣化診断方法の第２の構成は、前記第１の構成において、前記第６ステップでは、前記第５ステップにおいて出力される前記各解像度のウェーブレット変換波形に対する比較結果のパターンを、
予め求められた、直流電源装置が正常である場合における当該解像度のウェーブレット変換波形に対する前記比較手段の出力する比較結果のパターンとして許容されるパターン（以下、「許容パターン」という。）と比較して、
その比較結果に基づいて劣化を判定することを特徴とする。
【００３１】
本発明に係る直流電源方法の劣化診断方法の第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記第３ステップにおいては、フレンチ・ハット（French Hat）関数を基底関数とするウェーブレット変換を行い、複数の解像度のウェーブレット変換波形を出力することを特徴とする。
【００３２】
本発明に係るプログラムは、コンピュータに読み込んで実行することにより、コンピュータを上記１乃至７の何れか一の構成の劣化診断装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明によれば、サンプリング手段から出力される時系列データに基づく直流電源装置の出力波形信号をウェーブレット変換して得られるウェーブレット変換波形の代表値を演算し、直流電源装置が正常な時の代表値と比較するよう構成した。これにより、出力波形信号の確率密度分布関数を用いて出力電圧変動波形が正常か区別することができる。従って、平滑コンデンサの容量減少のように、従来の劣化診断装置では検出できなかった直流電源装置の異常も検出が可能となる。また、監視対象機器の出力波形変化をパターン化して、直流電源装置の劣化発生を自動判別する直流電源装置の劣化診断装置を提供することができる。
【００３４】
また、代表値として平均値を使用すれば、計算時間を短縮することができ、従来のものと比較して高速に状況を判断できるようになる。
【００３５】
また、代表値として分散値を使用すれば、ばらつきに異常が現われる劣化現象の検出感度向上もできる。
【００３６】
また、歪度として分散値を使用すれば、偏りに異常が現われる劣化現象の検出感度向上もできる。
【００３７】
また、尖度として分散値を使用すれば、ひろがりに異常が現われる劣化現象の検出感度向上もできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３９】
図１は本発明の実施例１に係る直流電源装置の劣化診断装置の構成図である。図１において、直流電源装置の劣化診断装置は、フィルタ１、増幅器２、Ａ／Ｄ変換器３、及び診断器４を備えている。
【００４０】
フィルタ１は、直流電源装置の出力波形Ｖｓの適当な周波数帯域成分を通過させる。増幅器２は、適当な周波数帯域を通過した直流電源装置の出力波形を適当な増幅率で増幅する。Ａ／Ｄ変換器３は、適当な増幅率で増幅された直流電源装置の出力波形を所定時間ごとにサンプリングしてアナログ・ディジタル変換し、複数個の時系列データＸｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）を出力する。診断器４は、時系列データＸｉに基づいて警報を出力する。
【００４１】
なお、本実施例においては、フィルタ１、増幅器２、Ａ／Ｄ変換器３により、直流電源装置の出力波形信号を検出する変動波形検出手段が構成されている。
【００４２】
図２は図１の診断器４の構成を表す構成図である。診断器４は、ウェーブレット変換演算器１０、基底関数演算器１１、解像度記憶手段１２−０〜１２−（ｊ−１）、平均値演算器１３−０〜１３−（ｊ−１）、設定器１４−０〜１４−（ｊ−１）、比較器１５−０〜１５−（ｊ−１）、設定器１６、比較器１７、及び警報発生器１８を備えている。
【００４３】
ウェーブレット変換演算器１０は、Ａ／Ｄ変換器３から出力された時系列データＸｉに基づいて、French Hat関数を基底関数とする、直流電源装置の出力波形のウェーブレット変換の演算をする。基底関数演算器１１は、ウェーブレット変換演算器１０に対して、直流電源装置の出力波形の基底関数を出力する。解像度記憶手段１２−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）は、ウェーブレット変換演算器１０から出力される直流電源装置の出力波形のウェーブレット変換波形の解像度ｋを記憶する。解像度ｋのウェーブレット変換波形は、Ｌ個の時間方向のデータで表現される。以下、解像度記憶手段１２−ｋに記憶されたウェーブレット変換波形を、解像度ｋと呼ぶ。
【００４４】
平均値演算器１３−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）は、ウェーブレット変換演算器１０から出力される解像度ｋのウェーブレット変換波形の平均を演算する。設定器１４−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）は、正常な直流電源装置が出力する出力波形を、French Hat関数を基底関数としてウェーブレット変換したときの解像度ｋのウェーブレット変換波形の平均を記憶している。比較器１５−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）は、平均値演算器１３−ｋが出力する平均値と、設定器１４−ｋが出力する平均値とを比較し、その比較結果を出力する。
【００４５】
設定器１６は、比較器１５−０，…，比較器１５−（ｊ−１）の出力パターンのうち、正常な直流電源装置が出力する出力波形として許容されるパターン（許容パターン）を記憶する。比較器１７は、比較器１５−０，…，比較器１５−（ｊ−１）の出力パターンと、設計器１６に記憶された許容パターンとを比較し、その比較結果を出力する。警報発生器１８は、比較器１７の比較結果に基づいて警報を出力する。
【００４６】
なお、本発明と本実施例の各部との対応関係を挙げると、ウェーブレット変換演算器１０により、ウェーブレット変換演算手段が実現されている。平均値演算器１３−０〜１３−（ｊ−１）により、平均値演算手段が実現されている。設定器１４−０〜１４−（ｊ−１）により、参照値記憶手段が実現されている。比較器１５−０により、比較手段が実現されている。比較器１７により、パターン比較手段が実現されている。設定器１６により、許容パターン記憶手段が実現されている。
【００４７】
以上のように構成された本実施例に係る直流電源装置の劣化診断装置において、以下その動作を説明する。
【００４８】
直流電源装置からの出力波形Ｖｓは、フィルタ１を通して不要な周波数成分を除去された後、増幅器２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３に入力される。そして、Ａ／Ｄ変換器３では、この出力波形を所定時間ごとにサンプリングして、アナログ・ディジタル変換する。アナログ・ディジタル変換された出力波形は、複数個の時系列データＸｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）として出力される。この複数個の時系列データＸｉは、診断器４に入力される。
【００４９】
診断器４において、複数個の時系列データＸｉは、ウェーブレット変換演算器１０に入力される。ウェーブレット変換演算器１０は、（数１）に示したように、時系列データＸｉを短時間区間に分割する。
【００５０】
【数１】
2005287108.tif 000003
【００５１】
次に、ウェーブレット変換演算器１０は、分割された短時間区間のデータに対して、French Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換を演算する。French Hat関数は（数２）により表される。
【００５２】
【数２】
2005287108.tif 000004
【００５３】
そこで、French Hat関数φ（ｔ）を区間［−Ｄ，Ｄ）において定義すると、基本ウェーブレット関数（解像度＝０の基底関数）Ｗ（ｔ）は、（数３）で表される。
【００５４】
【数３】
2005287108.tif 000005
【００５５】
この基本ウェーブレット関数を相似変換することによって、解像度ｎの基底関数Ｐｎ（ｔ）が（数３）により演算される。ここで、αは解像度の底、Ｌは信号長である。なお、Ｗ（ｔ）は離散的な時刻でしか値を持っていないので、その中間値は線形補間により求まる。
【００５６】
【数４】
2005287108.tif 000006
【００５７】
解像度ｎごとに並んだ基底関数の配列Ｐｎ（ｔ）とデータＸ（ｔ）を時刻ｔごとに連続ウェーブレット変換を行うことにより、各解像度ｎ，時刻ｔにおけるウェーブレット計数値Ｙｎ（ｔ）が（数５）により求められる。
【００５８】
【数５】
2005287108.tif 000007
【００５９】
これらのFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換波形は解像度０，１，…，ｊ−１で示される。
【００６０】
French Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換波形が解像度０，１，…，ｊ−１で求められると、これらは、それぞれ解像度記憶手段１２−０，１２−１，…，１２−（ｊ−１）に記憶される。平均値演算器１３−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）は、解像度ｋのウェーブレット波形の平均値μ１ｋを（数６）により演算する。
【００６１】
【数６】
2005287108.tif 000008
【００６２】
設定器１４−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）には、直流電源装置の出力波形が正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の平均値μ１ｋ（０）が記憶されている。比較器１５−ｋは、直流電源装置の出力波形が正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の平均値μ１ｋ（０）を設定器１４−ｋから取得する。そして、この平均値μ１ｋ（０）と、平均値演算器１３−ｋが出力する平均値μ１ｋを比較する。
【００６３】
なお、設定器１４−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）には、外部の装置（図示せず）が演算した正常時の平均を記憶するようにしてもよい。
【００６４】
比較器１５−ｋは、平均値演算器１３−ｋが出力する平均値μ１ｋが、正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の平均値μ１ｋ（０）の３倍を超えた時、異常と判定し、その判定結果を比較器１７に出力する。
【００６５】
ここで、直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１の平均により、直流電源装置の出力波形状態の正常・異常が区別できる理由を簡単に説明する。直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１は相当解像度ごとのフィルタになっている。フィルタをかけた時系列データの平均は、直流電源装置が正常の場合ある値のまわりに分布する。直流電源装置が異常になると、特定の解像度あるいは、全部の解像度の平均が正常の場合の平均からずれる。このずれ方は、異常な直流電源装置の出力波形に依存する。従って、平均を比較することで正常・異常の判別をすることができる。
【００６６】
比較器１７は、比較器１５−０，１５−１，…，１５−（ｊ−１）の判定結果を正常時にあらかじめ定められた各解像度の正常・異常パターンと比較する。そして、最終的な判定を決定する。この判定は、対象に応じて、設定器１６に格納しておく。例えば、一番単純な設定基準は、各解像度が一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定である。
【００６７】
そして最後に、比較器１７が異常と判断すると、警報発生器１８が、異常が発生した旨を示す信号（異常信号）を出力する。これにより、直流電源装置の出力波形に異常が発生したことが明らかとなる。この場合、警報発生器１８は、表示装置（図示せず）に異常が発生した旨を表示したり、プラントを監視する監視装置（図示せず）等に異常が発生した旨を示す信号等を出力したりして、異常の発生を報知するようにしてもよい。
【００６８】
このように、実施例１の直流電源装置の劣化診断装置によれば、正常・異常を判断する指標と成り得る直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１の平均に基づいて直流電源装置の出力波形投入の正常・異常を判断するように構成したことで、短時間に異常を判定できる。
【実施例２】
【００６９】
図３は本発明の実施例２に係る直流電源装置の劣化診断装置における診断器を表す構成図である。本実施例に係る直流電源装置の劣化診断装置は、図２に示した診断器に対して、平均値演算器１３−０〜１３−（ｊ−１）の代わりに、分散値演算器１９−０〜１９−（ｊ−１）を備えている点で異なる。なお、他の構成については実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００７０】
なお、本実施例において、設定器１４−０〜１４−（ｊ−１）には、正常な直流電源装置が出力する出力波形を、French Hat関数を基底関数としてウェーブレット変換したときの解像度ｋのウェーブレット変換波形の分散が記憶されているものとする。
【００７１】
そこで、かかる構成の実施例２に係る直流電源装置の劣化診断装置について、以下その動作を説明する。
【００７２】
ウェーブレット変換演算器１０がＡ／Ｄ変換器３から出力された時系列データＸｉに基づいて、ウェーブレット変換の演算をし、各解像度のウェーブレット変換波形が解像度記憶手段１２−０〜１２−（ｊ−１）に格納される動作までは実施例１と同様である。
【００７３】
解像度記憶手段１２−０〜１２−（ｊ−１）に各解像度のウェーブレット変換波形が格納されると、次に、各分散値演算器１９−０〜１９−（ｊ−１）は、それぞれのウェーブレット変換波形の分散値μ２０，μ２１，…，μ２ｊ−１を（数７）に基づき演算する。なお、μ１ｋは（数６）で定義されている。
【００７４】
【数７】
2005287108.tif 000009
【００７５】
設定器１４−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）には、直流電源装置の出力波形が正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の分散値μ２ｋ（０）が記憶されている。比較器１５−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）は、直流電源装置の出力波形が正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の分散値μ２ｋ（０）を設定器１４−ｋから取得する。そして、この分散値μ２ｋ（０）と、分散値演算器１９−ｋが出力する分散値μ２ｋを比較する。
【００７６】
なお、設定器１４−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）には、外部の装置（図示せず）が演算した正常時の分散値を記憶するようにしてもよい。
【００７７】
比較器１５−ｋは、分散値演算器１９−ｋが出力する分散値μ２ｋが、正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の分散値μ２ｋ（０）の３倍を超えた時、異常と判定し、その判定結果を比較器１７に出力する。
【００７８】
ここで、直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１の分散により直流電源装置の出力波形状態の正常・異常が区別できる理由を簡単に説明する。直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１は相当解像度ごとのフィルタになっている。フィルタをかけた時系列データの分散は、正常の場合ある値のまわりに分布する。直流電源装置が異常になると、特定の解像度あるいは、全部の解像度の分散が正常の場合の分散からずれる。このずれ方は、異常な直流電源装置の出力波形に依存する。従って、分散を比較することで正常・異常の判別をすることができる。
【００７９】
比較器１７は、比較器１５−０，１５−１，…，１５−（ｊ−１）の判定結果を正常時にあらかじめ定められた各解像度の正常・異常パターンと比較する。そして、最終的な判定を決定する。この判定は、対象に応じて、設定器１６に格納しておく。例えば、一番単純な設定基準は、各解像度が一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定である。
【００８０】
そして最後に、比較器１７が異常と判断すると、警報発生器１８が、異常が発生した旨を示す信号（異常信号）を出力する。これにより、直流電源装置の出力波形に異常が発生したことが明らかとなる。
【００８１】
このように、実施例１の直流電源装置の劣化診断装置によれば、正常・異常を判断する指標と成り得る直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１の分散に基づいて直流電源装置の出力波形投入の正常・異常を判断するように構成したことで、短時間に異常を判定できる。
【実施例３】
【００８２】
図４は本発明の実施例３に係る直流電源装置の劣化診断装置における診断器を表す構成図である。本実施例に係る直流電源装置の劣化診断装置は、図２に示した診断器に対して、平均値演算器１３−０〜１３−（ｊ−１）の代わりに、歪度演算器２０−０〜２０−（ｊ−１）を備えている点で異なる。なお、他の構成については実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００８３】
なお、本実施例において、設定器１４−０〜１４−（ｊ−１）には、正常な直流電源装置が出力する出力波形を、French Hat関数を基底関数としてウェーブレット変換したときの解像度ｋのウェーブレット変換波形の歪度が記憶されているものとする。
【００８４】
そこで、かかる構成の実施例２に係る直流電源装置の劣化診断装置について、以下その動作を説明する。
【００８５】
ウェーブレット変換演算器１０がＡ／Ｄ変換器３から出力された時系列データＸｉに基づいて、ウェーブレット変換の演算をし、各解像度のウェーブレット変換波形が解像度記憶手段１２−０〜１２−（ｊ−１）に格納される動作までは実施例１と同様である。
【００８６】
解像度記憶手段１２−０〜１２−（ｊ−１）に各解像度のウェーブレット変換波形が格納されると、次に、各歪度演算器２０−０〜２０−（ｊ−１）は、それぞれのウェーブレット変換波形の歪度μ３０，μ３１，…，μ３ｊ−１を（数８）に基づき演算する。なお、μ１ｋ，μ２ｋは（数６）、（数７）で定義されている。
【００８７】
【数８】
2005287108.tif 000010
【００８８】
設定器１４−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）には、直流電源装置の出力波形が正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の歪度μ３ｋ（０）が記憶されている。比較器１５−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）は、直流電源装置の出力波形が正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の歪度μ３ｋ（０）を設定器１４−ｋから取得する。そして、この歪度μ３ｋ（０）と、歪度演算器２０−ｋが出力する歪度μ３ｋを比較する。
【００８９】
なお、設定器１４−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）には、外部の装置（図示せず）が演算した正常時の歪度を記憶するようにしてもよい。
【００９０】
比較器１５−ｋは、歪度演算器１９−ｋが出力する歪度μ３ｋが、正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の歪度μ３ｋ（０）の３倍を超えた時、異常と判定し、その判定結果を比較器１７に出力する。
【００９１】
ここで、直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１の歪度により直流電源装置の出力波形状態の正常・異常が区別できる理由を簡単に説明する。直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１は相当解像度ごとのフィルタになっている。フィルタをかけた時系列データの歪度は、正常の場合ある値のまわりに分布する。直流電源装置が異常になると、特定の解像度あるいは、全部の解像度の歪度が正常の場合の歪度からずれる。このずれ方は、異常な直流電源装置の出力波形に依存する。従って、歪度を比較することで正常・異常の判別をすることができる。
【００９２】
比較器１７は、比較器１５−０，１５−１，…，１５−（ｊ−１）の判定結果を正常時にあらかじめ定められた各解像度の正常・異常パターンと比較する。そして、最終的な判定を決定する。この判定は、対象に応じて、設定器１６に格納しておく。例えば、一番単純な設定基準は、各解像度が一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定である。
【００９３】
そして最後に、比較器１７が異常と判断すると、警報発生器１８が、異常が発生した旨を示す信号（異常信号）を出力する。これにより、直流電源装置の出力波形に異常が発生したことが明らかとなる。
【００９４】
このように、実施例１の直流電源装置の劣化診断装置によれば、正常・異常を判断する指標と成り得る直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１の歪度に基づいて直流電源装置の出力波形投入の正常・異常を判断するように構成したことで、短時間に異常を判定できる。
【実施例４】
【００９５】
図５は本発明の実施例４に係る直流電源装置の劣化診断装置における診断器を表す構成図である。本実施例に係る直流電源装置の劣化診断装置は、図２に示した診断器に対して、平均値演算器１３−０〜１３−（ｊ−１）の代わりに、尖度演算器２１−０〜２１−（ｊ−１）を備えている点で異なる。なお、他の構成については実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００９６】
なお、本実施例において、設定器１４−０〜１４−（ｊ−１）には、正常な直流電源装置が出力する出力波形を、French Hat関数を基底関数としてウェーブレット変換したときの解像度ｋのウェーブレット変換波形の尖度が記憶されているものとする。
【００９７】
そこで、かかる構成の実施例２に係る直流電源装置の劣化診断装置について、以下その動作を説明する。
【００９８】
ウェーブレット変換演算器１０がＡ／Ｄ変換器３から出力された時系列データＸｉに基づいて、ウェーブレット変換の演算をし、各解像度のウェーブレット変換波形が解像度記憶手段１２−０〜１２−（ｊ−１）に格納される動作までは実施例１と同様である。
【００９９】
解像度記憶手段１２−０〜１２−（ｊ−１）に各解像度のウェーブレット変換波形が格納されると、次に、各尖度演算器２１−０〜２１−（ｊ−１）は、それぞれのウェーブレット変換波形の尖度μ４０，μ４１，…，μ４ｊ−１を（数９）に基づき演算する。なお、μ１ｋ，μ２ｋは（数６）、（数７）で定義されている。
【０１００】
【数９】
2005287108.tif 000011
【０１０１】
設定器１４−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）には、直流電源装置の出力波形が正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の尖度μ４ｋ（０）が記憶されている。比較器１５−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）は、直流電源装置の出力波形が正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の尖度μ４ｋ（０）を設定器１４−ｋから取得する。そして、この尖度μ４ｋ（０）と、尖度演算器２１−ｋが出力する尖度μ４ｋを比較する。
【０１０２】
なお、設定器１４−ｋ（ｋ＝０，１，…，ｊ−１）には、外部の装置（図示せず）が演算した正常時の尖度を記憶するようにしてもよい。
【０１０３】
比較器１５−ｋは、尖度演算器１９−ｋが出力する尖度μ４ｋが、正常である場合の解像度ｋのウェーブレット変換波形の尖度μ４ｋ（０）の３倍を超えた時、異常と判定し、その判定結果を比較器１７に出力する。
【０１０４】
ここで、直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１の尖度により直流電源装置の出力波形状態の正常・異常が区別できる理由を簡単に説明する。直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１は相当解像度ごとのフィルタになっている。フィルタをかけた時系列データの尖度は、正常の場合ある値のまわりに分布する。直流電源装置が異常になると、特定の解像度あるいは、全部の解像度の尖度が正常の場合の尖度からずれる。このずれ方は、異常な直流電源装置の出力波形に依存する。従って、尖度を比較することで正常・異常の判別をすることができる。
【０１０５】
比較器１７は、比較器１５−０，１５−１，…，１５−（ｊ−１）の判定結果を正常時にあらかじめ定められた各解像度の正常・異常パターンと比較する。そして、最終的な判定を決定する。この判定は、対象に応じて、設定器１６に格納しておく。例えば、一番単純な設定基準は、各解像度が一つでも異常なら、最終判断は異常であるという設定である。
【０１０６】
そして最後に、比較器１７が異常と判断すると、警報発生器１８が、異常が発生した旨を示す信号（異常信号）を出力する。これにより、直流電源装置の出力波形に異常が発生したことが明らかとなる。
【０１０７】
このように、実施例１の直流電源装置の劣化診断装置によれば、正常・異常を判断する指標と成り得る直流電源装置の出力波形のFrench Hat関数を基底関数とするウェーブレット変換の解像度０，１，…，ｊ−１の尖度に基づいて直流電源装置の出力波形投入の正常・異常を判断するように構成したことで、短時間に異常を判定できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施例１に係る直流電源装置の劣化診断装置の構成図である。
【図２】図１の診断器を表す構成図である。
【図３】本発明の実施例２に係る直流電源装置の劣化診断装置における診断器を表す構成図である。
【図４】本発明の実施例３に係る直流電源装置の劣化診断装置における診断器を表す構成図である。
【図５】本発明の実施例４に係る直流電源装置の劣化診断装置における診断器を表す構成図である。
【図６】従来の診断器を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  フィルタ
２  増幅器
３  Ａ／Ｄ変換器
４  診断器
１０  ウェーブレット変換演算器
１１  基底関数演算器
１２−０〜１２−（ｊ−１）  解像度記憶手段
１３−０〜１３−（ｊ−１）  平均値演算器
１４−０〜１４−（ｊ−１）  設定器
１５−０〜１５−（ｊ−１）  比較器
１６  設定器
１７  比較器
１８  警報発生器
１９−０〜１９−（ｊ−１）  分散値演算器
２０−０〜２０−（ｊ−１）  歪度演算器
２１−０〜２１−（ｊ−１）  尖度演算器
【図１】
2005287108.tif 000012
【図２】
2005287108.tif 000013
【図３】
2005287108.tif 000014
【図４】
2005287108.tif 000015
【図５】
2005287108.tif 000016
【図６】
2005287108.tif 000017