[發(fā)明專利]基于超聲稀疏陣列傳感器的油中多局部放電源定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310427663.7
• 申請日: 2013-09-20
• 公開（公告）號: CN103529364A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝慶;律方成;李燕青;程述一
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民

1.一種基于超聲稀疏陣列傳感器的油中多局部放電源定位方法，其特征在于，它利用超聲陣列傳感器檢測局部放電源發(fā)出的超聲信號，利用寬頻信號聚焦與修正蓋氏圓準(zhǔn)則相結(jié)合的辨識方法對油中局部放電源的個數(shù)進(jìn)行辨識，再利用局部放電超聲陣列信號的測向方法進(jìn)行多局放源的波達(dá)方向估計；最后，對多局部放電源進(jìn)行定位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲稀疏陣列傳感器的油中多局部放電源定位方法，其特征在于，油中局部放電源個數(shù)按如下步驟辨識：

設(shè)均勻陣列由????????????????????????????????????????????????個等間距的陣元組成，寬帶信號從遠(yuǎn)場入射，則陣列接收的信號矢量如下式所示：

??????????????????????????

其中，為經(jīng)過TCT算法聚焦后的局部放電超聲陣列信號，A為陣列流型矩陣，為信號所包含的方位信息，S(t)為原始信號數(shù)據(jù)矩陣，N_s(t)為噪聲矩陣；當(dāng)噪聲為空間高斯白噪聲時，接收信號的協(xié)方差矩陣為：?

是信號源協(xié)方差矩陣，是高斯白噪聲的能量，是的單位陣；若設(shè)的各列向量為，則；其中，為A(Θ)的各個行向量；

對陣列接收信號的協(xié)方差矩陣進(jìn)行奇異值分解并假定奇異值降序排列：

???

其中，是奇異值分解所得到的特征向量空間；

取?????

其中，，是1到M中的任意一個數(shù)；顯然，與蓋氏圓準(zhǔn)則中的信源判據(jù)結(jié)構(gòu)相同；中對應(yīng)于噪聲的為零（），而對應(yīng)于信號的是一個相對較大的數(shù)；可以得到個向量，；分別對每一個用類似于蓋氏圓準(zhǔn)則對信源數(shù)作辨識：

??

其中是快拍數(shù)；是的遞減函數(shù)，?k依次取1，2，…，M，如果當(dāng)時，為第一個比零小的值，則信源數(shù)的辨識值取；將次估計結(jié)果進(jìn)行加權(quán)平均，所得到的結(jié)果即為最終辨識出的信源數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超聲稀疏陣列傳感器的油中多局部放電源定位方法，其特征在于，局放源坐標(biāo)位置按如下步驟確定：

假設(shè)空間有3個傳感器，每個傳感器有條測向線，從每個傳感器的測向線中任取一條進(jìn)行組合，共有種組合；對每種組合利用用遺傳算法進(jìn)行空間搜索，求取距離表達(dá)式，可得到個；對距離集合依次個最小值，其所對應(yīng)的坐標(biāo)即為局放源坐標(biāo)位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于超聲稀疏陣列傳感器的油中多局部放電源定位方法，其特征在于，超聲陣列傳感器按如下步驟確定其稀疏結(jié)構(gòu)：

a、確定在考慮稀疏分布情況下，局部放電超聲陣列傳感器的稀疏陣列指向性函數(shù)表達(dá)式；

b、根據(jù)稀疏陣列指向性函數(shù)表達(dá)式，結(jié)合局部放電超聲陣列傳感器聲學(xué)性能評價指標(biāo)，確定相應(yīng)情況下優(yōu)化搜索的目標(biāo)函數(shù)；

c、利用混沌猴群算法，包括混沌初始化、步長遞減爬過程、參數(shù)遞增混沌望過程以及邊緣跳過程，確定對應(yīng)稀疏陣列下，局部放電超聲陣列傳感器的優(yōu)化的稀疏結(jié)構(gòu)。