[發明專利]一種針對換流變壓器振動信號的數據增強方法

有效

• 申請號: 202110931283.1
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113537247B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 張占龍;肖睿;郝越峰;鄧軍;劉雪莉;楊渝
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F18/213
• 分類號: G06F18/213;G06F18/24;G06N3/0464;G06N3/094;G06F17/16
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種針對換流變壓器振動信號的數據增強方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：采集換流變壓器振動加速度信號；

S2：根據馬爾可夫變遷場矩陣計算方法，計算振動信號的一次概率轉移矩陣和馬爾可夫變遷場矩陣，將矩陣元素對應到二維圖像中的灰度值并經偽彩色處理形成二維特征圖譜；

S3：基于對抗生成網絡將自注意力模塊引入生成網絡同鑒別網絡構成改進的數據增強整體模型；

S4：將二維特征圖譜輸入數據增強整體模型，得到生成的新特征圖譜；

S5：采用二維卷積神經網絡用原圖譜與新生成圖譜進行換流變狀態分類實驗，驗證數據增強方法的有效性。

2.根據權利要求1所述的一種針對換流變壓器振動信號的數據增強方法，其特征在于：所述S1具體為：

使用壓電式加速度傳感器，選定換流變壓器箱體上的測量點并貼附加速度傳感器，在換流變壓器負載和空載時測量箱體振動信號，采集頻率應遠小于傳感器固有頻率。

3.根據權利要求2所述的一種針對換流變壓器振動信號的數據增強方法，其特征在于：所述S2具體為：

S21：將離散時間信號序列Y＝{y₁,y₂,…,y_n}根據其幅值大小分為Z個集合，每個序列數值都對應唯一集合a_k，k∈{1,2,3…Z}；

S22：計算一次概率轉移矩陣W，矩陣大小為[Z,Z]；

S23：依據一次概率轉移矩陣W計算馬爾可夫變遷場矩陣M，矩陣大小為[n,n]；

S24：將二維M矩陣元素值與灰度圖的灰度值相對應生成灰度圖片，采用偽彩色處理方法將灰度圖轉換為彩色特征圖譜。

4.根據權利要求3所述的一種針對換流變壓器振動信號的數據增強方法，其特征在于：所述計算一次概率轉移矩陣W包括如下步驟：

對于換流變壓器振動信號Y＝{y₁,y₂,...,y_n}，其中y_i表示離散信號序列在該點處的幅值大小，i＝1,2,...,n，按照離散信號序列幅值分為Z個集合，每一幅值對應唯一集合a_k；

建立一個Z×Z大小的一次概率轉移矩陣W，如式(1)(2)所示；

w_ij＝p{y_t+1∈a_j|y_t∈a_i}?(2)

式(2)中y_t表示離散時間序列Y中t時刻的序列幅值，y_t+1表示離散時間序列Y中t+1時刻序列幅值，w_ij表示前一時刻序列幅值y_t∈a_i且后一時刻序列幅值y_t+1∈a_j時的概率；a_i和a_j分別表示k＝i和k＝j所對應的a_k幅值集合。

5.根據權利要求4所述的一種針對換流變壓器振動信號的數據增強方法，其特征在于：所述計算馬爾可夫變遷場矩陣M包括如下步驟：

定義馬爾科夫變遷場MTF矩陣M如式(3)(4)所示；m_ij表示a_i→a_j的轉移概率，即計算了離散時間序列Y的多跨度概率轉移矩陣；

m_ij＝p{w_ij|y_i∈a_i,y_j∈a_j}?(4)

m_ij表示y_i屬于其幅值對應的子集a_i，y_j屬于其幅值對應的集合a_j時的一次轉移概率。