[發(fā)明專利]基于小波包與SOM網(wǎng)絡(luò)的高壓斷路器機(jī)械故障識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710822500.7
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107607303A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬宏忠;徐艷;李思源;劉寶穩(wěn);劉勇業(yè);宋開勝;李盛翀;吳書煜
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G06N3/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,張賞

1.基于小波包與SOM網(wǎng)絡(luò)的高壓斷路器機(jī)械故障識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)通過加速度傳感器對斷路器正常狀態(tài)下的振動信號、故障狀態(tài)下的振動信號進(jìn)行采集，并對振動信號做預(yù)處理；

2)對采集到的振動信號進(jìn)行小波包分解，得到8個(gè)頻段，8個(gè)頻段信號分別以能量的形式表示，并進(jìn)行歸一化，構(gòu)造特征向量，作為SOM網(wǎng)絡(luò)的輸入；

3)對SOM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，將所述步驟2)構(gòu)造的特征向量輸入到SOM網(wǎng)絡(luò)中，對SOM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；當(dāng)SOM網(wǎng)絡(luò)達(dá)到訓(xùn)練誤差時(shí)，將測試數(shù)據(jù)輸入到訓(xùn)練好的SOM網(wǎng)絡(luò)，從而判斷高壓斷路器的故障模式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波包與SOM網(wǎng)絡(luò)的高壓斷路器機(jī)械故障識別方法，其特征在于，所述步驟1)中，模擬某少油斷路器在合閘過程中正常和故障狀態(tài)下的振動信號，將壓電式加速度傳感器安裝于斷路器每相基座支架上，數(shù)據(jù)采集卡在斷路器模擬動作時(shí)以30kHz的速率每相采集12000點(diǎn)振動數(shù)據(jù)送至PC機(jī)進(jìn)行處理；將采集到的振動數(shù)據(jù)分成二組，每組都包括正常振動信號與故障振動信號，一組用于SOM網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，另一組用于SOM網(wǎng)絡(luò)的測試。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波包與SOM網(wǎng)絡(luò)的高壓斷路器機(jī)械故障識別方法，其特征在于，所述故障狀態(tài)是指合閘線圈有短路匝和緩沖器彈簧無效超行程兩種情況。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波包與SOM網(wǎng)絡(luò)的高壓斷路器機(jī)械故障識別方法，其特征在于，所述步驟2)中，采用Daubechies小波系列的db10小波對采集到的振動信號進(jìn)行3層小波包變換，得到8個(gè)頻段。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波包與SOM網(wǎng)絡(luò)的高壓斷路器機(jī)械故障識別方法，其特征在于，所述步驟2)中，頻段信號的能量表達(dá)式為：

E3(i)=∫|W(3,i)|2dt=Σk=1N|xik|2]]>

其中，E₃(i)為第i個(gè)頻段的能量，W(3,i)為小波包3層分解后第三層第i個(gè)頻段信號，x_ik表示第i個(gè)頻段信號W(3,i)的第k個(gè)離散點(diǎn)的值，i＝0,1,…,7，表示8個(gè)頻段，k＝1,2,…,N，N表示離散點(diǎn)數(shù)，離散點(diǎn)即步驟1)中采集的振動信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于小波包與SOM網(wǎng)絡(luò)的高壓斷路器機(jī)械故障識別方法，其特征在于，所述步驟2)中，由各個(gè)頻帶能量所占的比例構(gòu)造的特征向量T為：

T＝[E₃(0)/S₃,…,E₃(7)/S₃]，

其中，S₃為小波包3層分解后第三層總能量，