局部放电超声阵列信号降维处理技术及应用研究

发布时间：2017-09-20 12:42

  本文关键词：局部放电超声阵列信号降维处理技术及应用研究

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【摘要】：局放超声阵列检测是将局放阵列信号的处理技术与阵列传感器结合应用于局部放电超声故障检测中的一种较新的方法。其中,局部放电超声阵列信号提取及稀疏可获得较优的稀疏阵形,较精确的定位精度,有效降低算法的复杂程度及运算时间。本文在国家自然科学基金(51307060)“局部放电超声阵列信号的提取策略研究”、中央高校基本科研业务费专项资金项目(2014MS84)“局放超声阵列传感器声学特性分析及结构优化”和新能源电力系统国家重点实验室开放基金项目(LAPS14011)“多局部放源的超声阵列定位方法研究”的资助下,重点开展了基于遗传算法的局部放电超声阵列信号的降维处理技术研究,并将其应用于阵列传感器稀疏设计中,基于较优稀疏阵列传感器开展了单局放源和双局放源的空间测向定位研究,主要内容如下:首先,提出一种基于遗传算法的局部放电超声阵列信号降维处理技术,得到了9元圆环形稀疏度为2阶(保留7个阵元)和稀疏度为3阶(保留6个阵元)较优阵列传感器阵形,并分析了坐标系的建立对降维稀疏优化得到的阵形结构的影响。其次,利用降维技术得到的9元圆环形稀疏度为2阶和稀疏度为3阶的较优阵列传感器阵形对单局放源进行空间测向定位研究,结合MUSIC测向算法、三平台定位原理及局部放电超声阵列检测实验平台,进行单局放源空间测向定位的仿真及相应的实验研究,仿真和实验结果表明采用降维处理技术得到较优圆环形阵列传感器对单局放源的测向定位精度与其他3种随机稀疏结构相比更加准确,进而表明降维处理技术的正确性。然后,运用降维技术得到的9元圆环形稀疏度为2阶和稀疏度为3阶的较优阵列传感器阵形对双局放源进行空间测向定位研究,结合root-MUSIC测向算法、三平台定位原理及局部放电超声阵列检测实验平台,应用降维方法搜索出的圆环形较优的稀疏阵形和其他3种随机稀疏圆环形阵形对双局放源进行测向定位仿真及实验研究。测向定位仿真及实验结果表明,root-MUSIC测向算法和三平台定位原理适用于由降维处理技术搜索出的稀疏优化阵列所接收的局放超声信号,并且较优稀疏阵形对于双局放源的定位更加精确。
【关键词】：局放超声阵列信号 降维技术 稀疏设计 多点测向 多点定位
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB553;TM855
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题背景及其意义9-10
• 1.2 稀疏、降维优化现状10-13
• 1.2.1 均匀满阵研究现状10-11
• 1.2.2 稀疏优化研究现状11-12
• 1.2.3 降维优化研究现状12-13
• 1.3 基于降维技术的局部放电源的测向定位方法研究现状13-14
• 1.3.1 局部放电源的测向定位方法研究13-14
• 1.3.2 基于降维技术的局放源测向定位方法研究现状14
• 1.4 论文的主要工作14-16
• 第2章 基于遗传算法降维技术的圆环形局放超声阵列信号稀疏优化16-29
• 2.1 基于遗传算法的降维处理技术16-19
• 2.1.1 降维处理技术原理及优化模型16-17
• 2.1.2 降维处理技术对局放阵列信号稀疏优化实现过程17-19
• 2.2 圆环形局放阵列信号稀疏降维优化19-21
• 2.3 不同坐标系下圆环形局放超声阵列信号降维稀疏优化21-27
• 2.3.1 阵列信号在坐标原点左侧的降维稀疏优化22-24
• 2.3.2 阵列信号在坐标原点右侧的降维稀疏优化24-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 基于降维技术的稀疏圆环形局放超声阵列传感器单局放源定位研究29-49
• 3.1 单局放源的降维稀疏阵列测向研究29-35
• 3.1.1 测向原理29-30
• 3.1.2 仿真研究30-35
• 3.2 单局放源的降维稀疏阵列定位研究35-40
• 3.2.1 定位原理35-37
• 3.2.2 仿真研究37-40
• 3.3 实验研究40-48
• 3.3.1 局部放电超声阵列定位检测系统40-42
• 3.3.2 单局放源的降维稀疏阵列定位实验研究42-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 基于降维技术的稀疏圆环形局放超声阵列传感器双局放源定位研究49-66
• 4.1 双局放源的降维稀疏阵列测向研究49-54
• 4.1.1 测向原理49-50
• 4.1.2 仿真研究50-54
• 4.2 双局放源的降维稀疏阵列定位研究54-59
• 4.2.1 定位原理54-55
• 4.2.2 仿真研究55-59
• 4.3 实验研究59-64
• 4.4 本章小结64-66
• 第5章 结论与展望66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文及专利70-71
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作71-72
• 致谢72

【参考文献】

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本文编号：888127