[發明專利]一種基于不同諧振點靈敏度分析的GIS機械諧振譜分析方法

有效

• 申請號: 202110402210.3
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113109705B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 張聰聰;王剛;王大鵬;陳晨;王銀忠;苗全堂;高棟;李萌;單濤;王永強
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 謝靜

1.一種基于不同諧振點靈敏度分析的GIS機械諧振譜分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

利用傳聲器陣列采集GIS設備噪聲信號且將各個傳聲器單元采集到的信號擬合為單一輸出信號，并對輸出信號進行時域到頻域的轉換，得到信號幅值與頻率關系；

基于頻率曲線利用品質因數公式構造出關于不同諧振頻率的品質因數函數；

對構造出的函數進行靈敏度分析，考察傳聲器的諧振頻率變化對于品質因數的影響；

利用靈敏度分析得出的結果結合傳聲器頻點序號以及隨時間的變化規律生成三維諧振譜，并使用該諧振譜分析GIS設備噪聲聲源特征，從而發現GIS設備的缺陷；

其中，品質因數求取的具體過程為：

將傳聲器陣列原始時域輸出信號進行處理分析，得到頻域的幅頻特性曲線，利用得到的幅頻特性曲線求得各傳聲器不同諧振點的品質因數，品質因數的計算公式如下:

其中，ω₀為諧振頻率，ω₁與ω₂分別表示幅頻特性曲線上振幅處的兩個頻率值，其中A₀代表諧振頻率處的幅值；

(1)該傳聲器陣列由多個傳聲器單元組成，并且這些傳聲器包含了不同的諧振頻率；

(2)對傳聲器陣列所采集的噪聲信號進行變換處理得到幅頻特性曲線，設第i個傳聲器的諧振頻率為ω₀，并在幅頻特性曲線上讀取該諧振頻率點處的幅值A₀；

(3)讀取點周圍且對應幅值為處兩個頻率值ω₁和ω₂，并計算兩頻率差的絕對值|ω₁-ω₂|；

(4)將上述參數代入品質因數的計算公式，即可得到諧振頻率為ω₀的傳聲器品質因數Q_i；

其中，品質因數進行靈敏度分析的具體過程為：

S1：將之前所獲得的品質因數數據擬合為一條連續的品質因數曲線Q(ω₀)；

S2：利用步驟S1的品質因數曲線Q(ω₀)進行靈敏度分析，并生成靈敏度曲線

2.根據權利要求1所述的一種基于不同諧振點靈敏度分析的GIS機械諧振譜分析方法，其特征在于，將各個傳聲器單元所采集的噪聲信號轉變為單一輸出信號的具體過程為：

假設傳聲器陣列中包含n個傳聲器單元空間中存在D個聲源信號，每個傳聲器單元所采集的噪聲信號為：

其中，X_k表示序號為k的傳聲器單元所采集的GIS設備噪聲信號，j表示GIS設備噪聲源的個數，g_kj表示序號為k的傳聲器單元采集到第j個噪聲源信號的幅度衰減因子，s_j表示第j個噪聲源信號，τ_kj代表第j個噪聲源信號到達序號為k的傳聲器單元與到達參考單元之間的時間差，n_k(t)代表序號為k的傳聲器單元采集到的無效噪聲；且則在t時刻，n個傳聲器單元所組成的傳聲器陣列所采集的信號可表示為：

將后n-1個傳聲器單元采集的信號對參考傳聲器單元采集的信號進行擬合可得到輸出信號X(t):

X(t)＝α₂X₂(t)+…+α_nX_n(t)

其中，α_i為第i個傳聲器的權值。

3.根據權利要求1所述的一種基于不同諧振點靈敏度分析的GIS機械諧振譜分析方法，其特征在于，所述利用靈敏度分析得出的結果結合傳聲器頻點序號以及隨時間的變化規律生成三維諧振譜，并使用該三維諧振譜分析GIS設備噪聲聲源特征，包括：

根據靈敏度分析結果結合傳聲器頻點序號的變化生成諧振譜，并選擇由時間、靈敏度，以及傳聲器頻點序號所組成的三維諧振譜作為最優分析諧振譜；

利用該諧振譜對GIS設備噪聲聲源特征進行分析；

其中，聲源特征包括聲源頻率、聲源個數，聲源方位角。