[發(fā)明專(zhuān)利]一種GIS異響缺陷檢測(cè)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210055053.8
• 申請(qǐng)日: 2022-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114487804A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊勇;王劭鶴;金涌濤;趙琳;董雪松;李晨;陳孝信;王紹安;王梟;袁國(guó)剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司;上海睿深電子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/327
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/327
• 代理公司: 浙江翔隆專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.一種GIS異響缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：信號(hào)處理階段，以變分模態(tài)分解的方法進(jìn)行音頻信號(hào)處理；

步驟S2：聲紋分析階段，對(duì)上述變分模態(tài)分解方法所得的重組信號(hào)進(jìn)行聲紋分析，提取其線性預(yù)測(cè)倒譜系數(shù)LPCC作為特征參數(shù)；

步驟S3：狀態(tài)識(shí)別階段，以預(yù)設(shè)比例范圍為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)上述線性預(yù)測(cè)倒譜系數(shù)LPCC與所述預(yù)設(shè)比例范圍的關(guān)系，進(jìn)行缺陷檢測(cè)診斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GIS異響缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S1中變分模態(tài)分解的方法為：將復(fù)雜的音頻信號(hào)分解為預(yù)設(shè)尺度的K個(gè)調(diào)幅調(diào)頻分量信號(hào)，將信號(hào)的分解引入到變分模型中，同時(shí)通過(guò)設(shè)定有限帶寬參數(shù)α和中心角頻率初始化方式得到估算的K個(gè)中心角頻率ωk，然后再根據(jù)不同的中心角頻率ωk獲得各模態(tài)函數(shù)u_k，并且每個(gè)模態(tài)函數(shù)是一個(gè)單分量的調(diào)幅調(diào)頻函數(shù)，每個(gè)限帶的本征模態(tài)函數(shù)BIMF分量的中心角頻率和帶寬不斷地相互交替迭代更新，最后自適應(yīng)地分解信號(hào)的頻帶，得到預(yù)設(shè)尺度數(shù)K個(gè)窄帶BIMF分量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種GIS異響缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，采用5個(gè)BIMF分量估計(jì)本征模態(tài)函數(shù)分量頻率帶寬的具體步驟如下：

a)對(duì)每個(gè)模態(tài)函數(shù)u_k，通過(guò)Hilbert變換求邊際譜；

b)利用指數(shù)修正，移動(dòng)模態(tài)函數(shù)的頻譜到各自估算的中心角頻率；

c)通過(guò)高斯平滑對(duì)信號(hào)解調(diào)獲得各模態(tài)函數(shù)帶寬。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種GIS異響缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述限帶的本征模態(tài)函數(shù)BIMF定義為：

u_k(t)＝A_k(t)cos[φ_k(t)]，

其中，相位函數(shù)φ_k(t)為非單調(diào)遞減，即φ′_k(t)≥0，包絡(luò)線A_k(t)≥0；

使用卡森原理對(duì)BIMF帶寬估計(jì)為：

BW_AM-FM＝2(Δf+f_FM+f_AM)，

其中，Δf為瞬時(shí)頻率的最大偏差；f_FM為瞬時(shí)頻率的偏移率；f_AM為包絡(luò)線A_k(t)的最高頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種GIS異響缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述變分模型中的變分約束問(wèn)題的計(jì)算公式：

其中，u_k＝{u₁,u₂,…,u_K}各模態(tài)函數(shù)集，ω_k＝{ω₁,ω₂,…,ω_K}為各中心角頻率集，是對(duì)函數(shù)求時(shí)間t的偏導(dǎo)數(shù)，δ(t)為單位脈沖函數(shù)，j為虛數(shù)單位，*表示卷積；

對(duì)約束的最優(yōu)化問(wèn)題使用VMD算法，具體公式如下：

其中，f(t)表示原信號(hào)，α表示有限帶寬參數(shù)，λ(t)表示拉格朗日乘子，該公式的求解步驟為：

(1)求泛函u_k的極小值：

(2)求泛函ω_k的極小值：

(3)迭代約束條件：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種GIS異響缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述VMD算法具體實(shí)施過(guò)程如下：

①初始化n←0；

②迭代次數(shù)n＝n+1；

③對(duì)k＝1:K進(jìn)行如下運(yùn)算：

對(duì)所有的ω≥0，更新泛函

更新泛函ω_k:

④對(duì)所有的ω≥0，進(jìn)行雙重提升：

其中，γ表示噪聲容限參數(shù)，當(dāng)信號(hào)中含有強(qiáng)噪聲時(shí)，為達(dá)到良好的去噪效果，設(shè)定γ＝0；

⑤重復(fù)②-④，直到滿足迭代約束條件：