[發明專利]基于混合智能算法的斷路器故障診斷方法

在審

• 申請號: 201910153404.7
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109932644A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 李永麗;吳玲玲;盧揚;孫廣宇
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種基于混合智能算法的斷路器故障診斷方法，包括下列步驟：

1)監測斷路器操作回路線圈電流并提取其電流特征量及時間特征量，收集訓練樣本和測試樣本；

2)應用入侵雜草優化算法進行標準狀態選取

2.1)種群初始化

確定初始化種群規模N₀和最大種群規模N_max、最大迭代次數iter_max，所求問題維數D，能生成種子數的上限seed_max和下限seed_min，非線性指數n，標準差初始值σ_init和最終值σ_final，初始搜索空間最小值x_min和最大值x_max；

2.2)適應度函數

根據步驟1)所提取的電流特征量及時間特征量，定義方差為適應度函數：

式中，e(x)表示按照當前選取的標準狀態劃分時所屬于的標準狀態，x表示數據根據當前選取的標準狀態進行劃分后的數值，θ為一個多維數據，分別表示各個特征量所表征的屬性的標準狀態選取方法；

2.3)繁殖

雜草在繁殖過程中所產生的種子數量與雜草的適應度值有關，適應度值越好，繁殖的種子越多，根據下列公式計算種子數m.

式中，m表示種子數；f表示當前雜草的適應度值；f_min和f_max分別表示當前種群中雜草的最小適應度值和最大適應度值

2.4)空間擴散分布

雜草產生的種子按照以0為均值，以σ為標準差的正態分布的方式分布在父代雜草的周圍，成長為新一代雜草，每一代的標準差按照下列公式計算：

式中，iter表示當前迭代次數；δ_cur表示當前標準差；n表示非線性調和因子，通常設置為3；

2.5)競爭性排斥規則

當雜草和后代的數目之和達到預設的最大種群規模N_max時，算法將執行競爭性排斥規則，對雜草和后代組成的種群中所有個體的適應度值按大小進行排序，保留適應度值高的個體，淘汰其余個體；

2.6)終止條件

最大迭代次數iter_max或者兩次相鄰兩代的適應度函數值不在變化時終止迭代，最終得到標準狀態選取方法θ；

3)應用基于標準狀態概率分配的連續變量離散化算法進行數據離散化；

3.1)使用入侵雜草優化算法合理選擇標準狀態，將數據形成具有區分度的離散化結果；

3.2)選出最佳標準狀態后，根據所選擇的標準狀態，計算該屬性的標準狀態概率分配矩陣P_x；

4)根據訓練樣本計算先驗概率；

5)計算測試樣本屬于各個故障類型的后驗概率；

6)將測試樣本歸入后驗概率最大的故障類型，得到故障診斷結果。