[發(fā)明專利]基于概率密度和局部線性嵌入的高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810001749.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-02
• 公開（公告）號(hào): CN108267687B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王靜君;賈勇勇;高山;楊景剛;趙科;關(guān)永剛;楊元威;劉通;陳少波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;清華大學(xué);江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/327
• 分類號(hào): G01R31/327;G01M13/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于概率密度和局部線性嵌入的高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、通過故障模擬試驗(yàn)，利用IEPE加速度傳感器獲得某型號(hào)高壓斷路器在不同機(jī)械狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)波形，從而形成該型號(hào)高壓斷路器振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)庫；

步驟2、采用概率密度算法提取特征向量：

2.1、初始化區(qū)間寬度T和循環(huán)次數(shù)H，令參數(shù)k＝1；

2.2、設(shè)采集了n次高壓斷路器的振動(dòng)信號(hào)，將采集的振動(dòng)信號(hào)沿時(shí)間軸均分為若干個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間長度為T；

2.3、計(jì)算各區(qū)間內(nèi)信號(hào)的幅值和；

2.4、用正態(tài)分布擬合同一故障情況下的幅值分布，得到幅值分布的概率密度函數(shù)；

2.5、比較正常情況下和故障情況下的幅值分布情況，獲得q個(gè)標(biāo)記區(qū)間，將標(biāo)記區(qū)間內(nèi)的幅值和作為特征量生成樣本(xi,yi)，其中，xi為各標(biāo)記區(qū)間的信號(hào)幅值和，yi為樣本的類別；

步驟3、采用局部線性嵌入法對(duì)特征向量進(jìn)行降維處理，從p維降到p'維；

步驟4、利用支持向量機(jī)將高壓斷路器實(shí)時(shí)測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)的p'維坐標(biāo)與基礎(chǔ)波形數(shù)據(jù)庫中的坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分類，實(shí)現(xiàn)高壓斷路器的機(jī)械故障狀態(tài)診斷；

步驟5、令參數(shù)k的值加1并判斷k是否小于H，若k小于H，則改變區(qū)間寬度T并進(jìn)入步驟2.2；若k不小于H，則進(jìn)入步驟6；

步驟6、記錄不同區(qū)間寬度T對(duì)應(yīng)的識(shí)別準(zhǔn)確率，經(jīng)三次樣條插值得到識(shí)別準(zhǔn)確率的變化曲線；

步驟7、根據(jù)識(shí)別準(zhǔn)確率的變化曲線確定最佳的區(qū)間寬度T，當(dāng)進(jìn)行高壓斷路器的機(jī)械故障狀態(tài)診斷時(shí)，基于最佳的區(qū)間寬度T、利用支持向量機(jī)實(shí)現(xiàn)高壓斷路器的機(jī)械故障狀態(tài)診斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于概率密度和局部線性嵌入的高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法，其特征在于，步驟2.1中，初始化區(qū)間寬度T為1ms，循環(huán)次數(shù)H為10～20，選取前400ms的高壓斷路器振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于概率密度和局部線性嵌入的高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法，其特征在于，步驟2.5中，設(shè)某一區(qū)間內(nèi)正常情況下樣本幅值和的均值為μ₀，標(biāo)準(zhǔn)差為δ₀，故障情況下樣本幅值和的均值為μ₁，標(biāo)準(zhǔn)差為δ₁，若|μ₀-μ₁|≥δ₀+δ₁，則選取該區(qū)間為標(biāo)記區(qū)間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于概率密度和局部線性嵌入的高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法，其特征在于，IEPE加速度傳感器采用PCB公司開發(fā)的PCB-352B70傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于概率密度和局部線性嵌入的高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法，其特征在于，最佳的區(qū)間寬度T的范圍為1～5ms。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于概率密度和局部線性嵌入的高壓斷路器機(jī)械故障診斷方法，其特征在于，步驟3中，采用局部線性嵌入法對(duì)特征向量進(jìn)行降維處理后進(jìn)行可視化輸出。