[發(fā)明專利]基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211021636.5
• 申請(qǐng)日: 2022-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN115436037A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董新勝;趙蓂冠;李孟;楊洋;李金良;馬樹陽;王紅霞;楊風(fēng)利;張宏杰;朱詠明;馬永錄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)新疆電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00;G01N29/04;G01N29/44;G01N29/46;G01C9/00;G01C5/00;G01B21/32;G06F17/15
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標(biāo)事務(wù)所 65105
• 代理人: 俞亮

1.一種基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別方法，其特征在于，包括：

獲取桿塔振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)；

設(shè)置模型階次，將桿塔振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)輸入桿塔模態(tài)參數(shù)識(shí)別模型，獲得各模型階次的模態(tài)參數(shù)，其中模態(tài)參數(shù)包括模態(tài)頻率和阻尼比，桿塔模態(tài)參數(shù)識(shí)別模型為利用SSI模態(tài)識(shí)別算法構(gòu)建的模態(tài)參數(shù)識(shí)別模型；

利用各模型階次的模態(tài)參數(shù)繪制穩(wěn)態(tài)圖，并根據(jù)穩(wěn)態(tài)圖獲得桿塔整體模態(tài)頻率；

根據(jù)桿塔整體模態(tài)頻率的變化值，完成輸電桿塔當(dāng)前健康狀態(tài)判別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別方法，其特征在于，所述利用各模型階次的模態(tài)參數(shù)繪制穩(wěn)態(tài)圖，包括：

獲得相鄰模型階次之間的模態(tài)頻率容差和阻尼比容差；

判斷模態(tài)頻率容差和阻尼比容差是否滿足所有穩(wěn)定條件，其中穩(wěn)定條件包括：模態(tài)頻率容差的絕對(duì)值小于頻率容差閾值，阻尼比容差的絕對(duì)值小于阻尼比容差閾值；

響應(yīng)于是，則為穩(wěn)定點(diǎn)，并在二維坐標(biāo)圖中繪制該穩(wěn)定點(diǎn)，其中二維坐標(biāo)圖的橫坐標(biāo)為頻率值，縱坐標(biāo)為模型階次；

響應(yīng)于否，則為非穩(wěn)定點(diǎn)，并不在二維坐標(biāo)圖中繪制該非穩(wěn)定點(diǎn)；

循環(huán)上述過程，直至遍歷所有模型階次，完成穩(wěn)態(tài)圖繪制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別方法，其特征在于，所述穩(wěn)態(tài)圖趨于穩(wěn)定的極值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的模態(tài)頻率為桿塔整體模態(tài)頻率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別方法，其特征在于，所述根據(jù)桿塔整體模態(tài)頻率的變化值，完成輸電桿塔當(dāng)前健康狀態(tài)判別，包括：

判斷桿塔整體模態(tài)頻率相較于上一次檢測的桿塔整體模態(tài)頻率是否發(fā)生變化；

響應(yīng)于是，則將桿塔整體模態(tài)頻率的變化值與不良工況知識(shí)庫進(jìn)行比對(duì)，完成輸電桿塔健康狀態(tài)判別，其中不良工況知識(shí)庫包括各類輸電桿塔健康狀態(tài)及其對(duì)應(yīng)的變化閾值區(qū)間，輸電桿塔健康狀態(tài)包括正常、定期檢測和及時(shí)檢查不良工況情況。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別方法，其特征在于，所述根據(jù)桿塔整體模態(tài)頻率的變化值，完成輸電桿塔當(dāng)前健康狀態(tài)判別，包括：

判斷桿塔整體模態(tài)頻率相較于上一次檢測的桿塔整體模態(tài)頻率是否發(fā)生變化；

響應(yīng)于是，則將桿塔整體模態(tài)頻率的變化值與不良工況知識(shí)庫進(jìn)行比對(duì)，完成輸電桿塔健康狀態(tài)判別，其中不良工況知識(shí)庫包括各類輸電桿塔健康狀態(tài)及其對(duì)應(yīng)的變化閾值區(qū)間，輸電桿塔健康狀態(tài)包括正常、定期檢測和及時(shí)檢查不良工況情況。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一件所述的基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別方法，其特征在于，所述將桿塔振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)輸入桿塔模態(tài)參數(shù)識(shí)別模型，獲得模態(tài)參數(shù)，包括：

利用桿塔振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)構(gòu)建桿塔振動(dòng)狀態(tài)空間模型，得到桿塔結(jié)構(gòu)響應(yīng)的協(xié)方差矩陣；

利用桿塔振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)構(gòu)建桿塔結(jié)構(gòu)振動(dòng)系統(tǒng)的Hankel矩陣；

利用桿塔結(jié)構(gòu)響應(yīng)的協(xié)方差矩陣和桿塔結(jié)構(gòu)振動(dòng)系統(tǒng)的Hankel矩陣，構(gòu)建Toeplitz矩陣；

對(duì)Toeplitz矩陣進(jìn)行奇異值分解，獲得桿塔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)矩陣H；

對(duì)桿塔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)矩陣H進(jìn)行特征值分解，利用桿塔特征值與模態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系獲得模態(tài)參數(shù)，其中模態(tài)參數(shù)包括模態(tài)頻率和阻尼比。

7.一種基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別裝置，所述基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別裝置使用如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的基于SSI參數(shù)識(shí)別的輸電桿塔健康狀態(tài)判別方法，其特征在于，包括：

數(shù)據(jù)獲取單元，獲取桿塔振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)；

識(shí)別單元，設(shè)置模型階次，將桿塔振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)輸入桿塔模態(tài)參數(shù)識(shí)別模型，獲得各模型階次的模態(tài)參數(shù)，其中模態(tài)參數(shù)包括模態(tài)頻率和阻尼比，桿塔模態(tài)參數(shù)識(shí)別模型為利用SSI模態(tài)識(shí)別算法構(gòu)建的模態(tài)參數(shù)識(shí)別模型；

繪圖單元，利用各模型階次的模態(tài)參數(shù)繪制穩(wěn)態(tài)圖，并根據(jù)穩(wěn)態(tài)圖獲得桿塔整體模態(tài)頻率；

狀態(tài)判別單元，根據(jù)桿塔整體模態(tài)頻率的變化值，完成輸電桿塔當(dāng)前健康狀態(tài)判別。