农业工程学报
農業工程學報
농업공정학보
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
2015年
17期
221-227
,共7页
韩晓慧%杜松怀%苏娟%刘官耕
韓曉慧%杜鬆懷%囌娟%劉官耕
한효혜%두송부%소연%류관경
故障检测%信号分析%泄漏电流%局部均值分解%瞬时参数%生物体触电
故障檢測%信號分析%洩漏電流%跼部均值分解%瞬時參數%生物體觸電
고장검측%신호분석%설루전류%국부균치분해%순시삼수%생물체촉전
fault detection%signal analysis%leakage currents%local mean decomposition%instantaneous parameter%organisms electric-shocking
针对如何快速、准确地提取生物体触电故障暂态信号中的电力参数问题,提出了一种基于局部均值分解(local mean decomposition,LMD)的生物体触电时总泄漏电流信号瞬时参数提取方法,该方法首先利用局部均值分解将生物体触电时的总泄漏电流信号分解为一组乘积函数分量之和,每个乘积函数(product function,PF)分量可以表示为一个调幅信号和一个调频信号的乘积,然后由调幅信号和调频信号分别计算得到信号的瞬时幅值和瞬时频率.与采用希尔伯特黄变换方法相比,LMD具有瞬时频率曲线波动小和瞬时幅值函数端部失真小等优点.仿真信号分析结果表明:对测试信号进行LMD和经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)分解分别得到3个PF分量和5个IMF(intrinsic mode function)分量,分解前后信号的能量变化值分别为0.2851、0.5633,且LMD比EMD所需分解时间短0.0743s,与Hilbert 变换相比,该文方法计算的瞬时幅值和瞬时频率更为平滑,在一定程度上避免了Hilbert变换计算过程中的负频率和端点效应现象.试验信号分析结果表明:对消噪后的总泄漏电流信号进行LMD和EMD分解,分别得到5和6个分量,分解前后信号的能量变化值各为0.5574、0.8896,所用分解时间分别为0.0835、0.2479 s:在求取瞬时频率方面,LMD方法求取的主导分量瞬时频率可判定生物体触电时刻,而经Hilbert变换求取的瞬时频率不仅无法判定生物体触电时刻,还出现了负的频率值,无法解释其物理意义;在求取瞬时幅值方面,该文方法与Hilbert变换求取的触电前总泄漏电流信号的瞬时幅值的平均值分别为11.3240、12.3728 mA,与原生物体无触电时总泄漏电流的幅值11.3538mA的绝对误差分别为0.0298、1.0190mA,另外,2种方法求取的生物体触电后总泄漏电流信号的瞬时幅值与原生物体触电后总泄漏电流的幅值的绝对误差分别为0.4340、0.6643 mA.因此,仿真信号和试验信号分析结果均证明所提方法是有效和可行的.
針對如何快速、準確地提取生物體觸電故障暫態信號中的電力參數問題,提齣瞭一種基于跼部均值分解(local mean decomposition,LMD)的生物體觸電時總洩漏電流信號瞬時參數提取方法,該方法首先利用跼部均值分解將生物體觸電時的總洩漏電流信號分解為一組乘積函數分量之和,每箇乘積函數(product function,PF)分量可以錶示為一箇調幅信號和一箇調頻信號的乘積,然後由調幅信號和調頻信號分彆計算得到信號的瞬時幅值和瞬時頻率.與採用希爾伯特黃變換方法相比,LMD具有瞬時頻率麯線波動小和瞬時幅值函數耑部失真小等優點.倣真信號分析結果錶明:對測試信號進行LMD和經驗模態分解(empirical mode decomposition,EMD)分解分彆得到3箇PF分量和5箇IMF(intrinsic mode function)分量,分解前後信號的能量變化值分彆為0.2851、0.5633,且LMD比EMD所需分解時間短0.0743s,與Hilbert 變換相比,該文方法計算的瞬時幅值和瞬時頻率更為平滑,在一定程度上避免瞭Hilbert變換計算過程中的負頻率和耑點效應現象.試驗信號分析結果錶明:對消譟後的總洩漏電流信號進行LMD和EMD分解,分彆得到5和6箇分量,分解前後信號的能量變化值各為0.5574、0.8896,所用分解時間分彆為0.0835、0.2479 s:在求取瞬時頻率方麵,LMD方法求取的主導分量瞬時頻率可判定生物體觸電時刻,而經Hilbert變換求取的瞬時頻率不僅無法判定生物體觸電時刻,還齣現瞭負的頻率值,無法解釋其物理意義;在求取瞬時幅值方麵,該文方法與Hilbert變換求取的觸電前總洩漏電流信號的瞬時幅值的平均值分彆為11.3240、12.3728 mA,與原生物體無觸電時總洩漏電流的幅值11.3538mA的絕對誤差分彆為0.0298、1.0190mA,另外,2種方法求取的生物體觸電後總洩漏電流信號的瞬時幅值與原生物體觸電後總洩漏電流的幅值的絕對誤差分彆為0.4340、0.6643 mA.因此,倣真信號和試驗信號分析結果均證明所提方法是有效和可行的.
침대여하쾌속、준학지제취생물체촉전고장잠태신호중적전력삼수문제,제출료일충기우국부균치분해(local mean decomposition,LMD)적생물체촉전시총설루전류신호순시삼수제취방법,해방법수선이용국부균치분해장생물체촉전시적총설루전류신호분해위일조승적함수분량지화,매개승적함수(product function,PF)분량가이표시위일개조폭신호화일개조빈신호적승적,연후유조폭신호화조빈신호분별계산득도신호적순시폭치화순시빈솔.여채용희이백특황변환방법상비,LMD구유순시빈솔곡선파동소화순시폭치함수단부실진소등우점.방진신호분석결과표명:대측시신호진행LMD화경험모태분해(empirical mode decomposition,EMD)분해분별득도3개PF분량화5개IMF(intrinsic mode function)분량,분해전후신호적능량변화치분별위0.2851、0.5633,차LMD비EMD소수분해시간단0.0743s,여Hilbert 변환상비,해문방법계산적순시폭치화순시빈솔경위평활,재일정정도상피면료Hilbert변환계산과정중적부빈솔화단점효응현상.시험신호분석결과표명:대소조후적총설루전류신호진행LMD화EMD분해,분별득도5화6개분량,분해전후신호적능량변화치각위0.5574、0.8896,소용분해시간분별위0.0835、0.2479 s:재구취순시빈솔방면,LMD방법구취적주도분량순시빈솔가판정생물체촉전시각,이경Hilbert변환구취적순시빈솔불부무법판정생물체촉전시각,환출현료부적빈솔치,무법해석기물리의의;재구취순시폭치방면,해문방법여Hilbert변환구취적촉전전총설루전류신호적순시폭치적평균치분별위11.3240、12.3728 mA,여원생물체무촉전시총설루전류적폭치11.3538mA적절대오차분별위0.0298、1.0190mA,령외,2충방법구취적생물체촉전후총설루전류신호적순시폭치여원생물체촉전후총설루전류적폭치적절대오차분별위0.4340、0.6643 mA.인차,방진신호화시험신호분석결과균증명소제방법시유효화가행적.
