Chaotic Monkey算法在局放源超声阵列定位中的应用

由于传统的局部放电超声阵列定位方法依靠两条测向线的“测向交叉”原理进行局放源的定位,未考虑实际应用时的测向误差影响,会降低定位精度,而利用多平台测向与传统遗传算法相结合的方法进行局放源位置的搜索时,会由于遗传算法易陷入局部最优而导致实用性不强。因此提出一种基于Chaotic Monkey算法的局部放电超声阵列定位方法,简要介绍了其定位原理,通过仿真分析了该方法的定位结果,并与传统遗传算法的搜索结果进行比较,验证了该方法的有效性。     

基于全局搜索的多平台测向局部放电智能定位算法研究

传统的局部放电定位检测多采用多平台测向交叉的方法,由于测向不准而出现多个不唯一解,带来定位精度不高而无法满足工程实际需要的问题.为此,提出一种基于遗传算法的多平台测向局部放电智能定位算法,利用阵列传感器在变压器的不同位置进行多次检测,获得多条测向线的方位角和俯仰角,建立空间某点到各条 测向线距离之和的方程,其最小...     

变压器局部放电多目标无源定位中去除测向交叉定位虚假点的快速算法

测向交叉定位是一种通过对放电信号进行分析获得放电源位置信息的方法,但在多放电源的情况下存在大量的虚假定位,如何消除测向线虚假定位是其关键技术.文中提出一种利用同一信号的相关性原理,对两个阵列测向结果进行信号分离来去除虚假定位的方法.该方法首先运用多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法对多个局部放电源进行观测和计算,得到各个信号源的方位:然后利用信号的方向信息分别进行信号的分离,再将分离信号进行相关性运算,依据信号本身的相关性进行位置配对,从而去除了虚假定位.该方法只需要测向信息,无须其他先验知识.仿真结果表明了该方法的有效性和实用性.     

基于多平台测向及全局搜索的局部放电超声阵列定位方法

局部放电定位检测是电气设备绝缘机理研究与质量监控的关键项目,是状态维修的重要基础,局放超声阵列定位方法可有效提高定位成功率及定位精度。传统方法中"测向交叉"原理会出现"异面不相交"和"误差累计"情况,降低了定位精度,据此,论文提出了一种基于多平台测向及全局搜索的阵列定位新方法。该方法首先以空间中到各条测向线距离和的最小值对应的点为局放源,再根据多次测向方位角、俯仰角结果及传感器位置,推导局放源坐标方程。然后采用云优化算法进行全局搜索,实现局放源的空间定位,有效地提高了局放超声阵列定位精度。最后搭建了局放超声阵列定位实验系统,开展了大量实验研究,实验结果验证了方法的正确性与优越性。     

星载无源定位系统测向定位方法及精度分析

研究了相位干涉仪测向体制下星载无源定位系统测向定位的原理和定位的解析算法，并分析测向误差对定位精度的影响，给出了一种比较直观和简便的定位误差分析方法，通过分析实例得到定位误差的主要影响因素及其分布规律。     

联合 TCT 和 W-SpSF 的气体泄漏定位

为提高基于声学检测压力气体漏源定位方法在强噪声干扰下定位运算收敛速度和定位精度，提出一种基于加权子空间拟合(WSF)准则的宽带测向稀疏表示模型(W-SpSF),将模型与双边相关变换算法(TCT)相结合，通过聚焦运算得到聚焦频率处的协方差矩阵，并作为稀疏恢复的数据，最终实现DOA定位，得到漏源的位置。定位过程中，采用加权子空间拟合降低噪声的敏感程度。分别在仿真和实验室模拟环境中对算法进行测试，经仿真结果表明，在加入强噪声干扰条件下，相比于同类算法的运算速度提升最低50%,定位误差减少20%,在实测环境下，本文搭建了8元声传感器阵列的声源定位系统，针对气瓶模拟泄漏能够实现定位，且漏源定位速度快，证明了算法在实际环境中的可行性。     

基于测向线公垂线中点的局部放电相控超声几何定位算法研究

局部放电的定位检测是电气设备质量监控与状态检修的关键项目,良好的阵列定位原理及算法是保证定位精度的前提条件。传统局放超声阵列定位算法将所得的两条测向线投影交点的法线与两条测向线的交点视为放电源,这种近似处理方法原理简单、计算方便。但是,由于超声信号在变压器中的折反射和各类测向误差的影响,两条测向线是不可能交汇于局放源这一点,因此实际两条测向线为异面直线,近似处理为相交,会导致由于测向不准带来的定位精度下降,而且会出现多个不唯一解的情况,无法满足工程实际需要。因此笔者提出了一种基于测向线公垂线中点的局部放电相控超声几何定位算法,该方法将两条测向线公垂线的中点作为局放源位置,使得局放定位结果唯一、稳定,同时也提高了定位精度。实验结果验证了文中方法的正确性和优越性。     

基于暂态对地电压和超声阵列信号的变压器局放定位方法

变压器局部放电的快速、准确定位对于及时排除故障隐患,保障电力系统的安全稳定运行具有重要作用,论文介绍了一种基于暂态对地电压和超声阵列信号的变压器局放定位方法。该方法首先以接收到暂态对地电压(TEV)信号的时刻为基准进行测距,并基于改进FastDOA算法对超声阵列信号进行测向,再根据测距和测向结果实现定位。改进FastDOA算法在传统FastDOA的基础上构造不同孔径的虚拟阵列,并对各虚拟阵列得到的估计谱值加权平均以减小伪峰的影响,可有效提高测向精度。在此基础之上,利用Matlab对基于改进FastDOA的测向算法以及超声阵列传感器结构参数的优化设计进行了仿真分析。最后研制了相应的传感器并搭建了变压器局部放电超声阵列定位实验平台,开展实验研究,结果验证了所提方法的有效性。     

采用改进型圆形超声阵列传感器的油中局放定位

局放超声阵列定位方法是阵列传感器技术与阵列信号处理技术发展的最新成果之一。为此,采用改进型圆形超声阵列传感器对局放源进行测向定位。首先研制了改进型圆形超声阵列传感器,并搭建了油中局放定位实验平台;接着采用相位模式激励算法、MUSIC算法以及多平台交叉定位相结合的方法对圆形阵列信号进行测向定位,最后运用快速独立分量分析(fast independent component analysis,FastICA)算法对超声阵列信号进行去噪后再进行测向定位。结果表明:采用改进型圆形阵列传感器的定位准确度优于传统圆形阵列和方阵;比较去噪前后的定位效果发现去噪后的定位误差为3.8cm,优于去噪前的11.3cm。多次实验验证了该方法的有效性。     

无线测向定位算法及实现系统

随着无线通信技术和卫星导航技术的发展,无源定位技术成为电子对抗领域的热点问题。主要对无源定位技术方法进行了分析,重点分析了无源测向定位相关理论,并提出了测向定位与几何联立的新算法。通过地面探测系统进行该算法的验证,得到目标辐射源的绝对误差在经度上为1.16°×10~(-4),纬度上为1.04°×10~(-4),其相对误差在经度上为9.77×10~(-7),纬度上为3.23×10~(-6)。实际误差距离通过MATLAB计算得出为26.67 m。通过实验验证与结果分析,对于不定时目标辐射源,该算法具有很好的有效性与可行性。     

基于改进多平台定位原理的变压器局放超声定位研究

针对传统的变压器局放定位方法误差大的问题,提出了基于改进多平台定位原理的定位方法。测向线在定位计算中的权重值与测向平台和局放源之间的距离成反比,建立空间某一点到各条测向线距离与权重值乘积之和的函数,函数最小值对应的点即为局放源的空间位置。通过模拟实验测得阵列中不同传感器接收到的超声信号峰值的平均值随局放源与测向平台之间距离的变化曲线,在求得超声信号峰值平均值的前提下,根据对应的变化曲线即可求得测向平台与局放源之间的距离,在此基础上采用改进多平台定位方法即可求得局放源的空间坐标。     

配电网故障区间定位的高级遗传算法

依据故障过流信息的配电网故障定位方法在有畸变信息时会造成误判，遗传算法因其高容错性能而在配电网故障定位分析中受到了重视，但是，数学模型（即评价函数）的构造是使用遗传算法的主要瓶颈。故此，提出一种新的故障定位数学模型，并以此模型为评价函数开发出高级遗传算法，该算法有2个主要特征；（1）改进了传统的数学模型，使其不致误判，并改善了方法的容错性；（2）不仅适用于单电源情况，且可用于多电源多重故障的复杂情况。本算法更适于复杂配网情形，仿真算例表明了算法的有效性。     

基于改进遗传算法的配电网故障定位

针对标准遗传算法容易出现早熟收敛现象、全局收敛速度慢等问题,提出了一种改进的遗传算法。该算法使用一个助长算子来对种群中的个体进行一定概率下的助长,其遗传个体具有雄性和雌性两种不同的性别,融合了个体间的亲缘关系,异性个体进行严格的远缘繁殖,从而避免了后代个体性能的消极退化,使得算法的全局寻优能力大大增强。将改进的遗传算法应用于配电网故障定位中,并引入分级处理思想,利用配电网呈辐射状的特点,首先把整个配电网划分为主干支路和若干独立区域,再利用该算法分别对各独立区域进行故障定位,然后进行全局寻优,这样能大大减少可行解的维数,提高定位速度。使用该定位方法对一具有20个节点的配电网系统进行故障定位的仿真实验,它使可行解个数由220个减少到144个。结果表明,该定位方法不仅定位准确,而且定位速度快,对复杂配电网的故障定位尤为有效。     

基于SA-APSO及降维投影-动态加权统计的局部放电定位方法

在进行变压器局部放电(partial discharge, PD)源的定位过程中,存在时延估计测量误差、定位算法近似估计及电磁波信号在传播过程中存在绕射现象等各级误差,导致难以准确定位PD源。为此,提出一种基于模拟退火-自适应混合粒子群优化(simulated annealing-adaptive particle swarm optimization,SA-APSO)及降维投影-动态加权统计的PD定位方法。利用标准测试函数对所提APSO算法进行测试,验证了其在稳定度及精度上均优于普通PSO算法。在变压器PD模拟实验平台,通过SA-APSO方法提取多组PD数据。将三维空间点投影在二维平面进行聚类处理,利用圆内点密度设定阈值排除偏离点,并通过动态加权统计的方式获取平面PD源,进行均值处理后回归空间量。实验结果表明,经过降维投影-动态加权统计处理后的PD定位精度明显提高,定位误差降至5.86 cm。     

无源测向定位算法

随着无源定位技术的发展,越来越多的无源定位算法被提出.文中首先讨论无源测向定位算法中具有代表性的两类5种算法原理,然后对各种算法进行仿真实现,比较各算法的精度和复杂性,并从中选择出工程上实用的方法.     

云闪定位算法及误差分析

为了降低云闪对空间飞行器的危害,同时能够更全面地研究雷暴活动,并为地闪的探测预警提供技术支持,开展云闪定位方法的研究具有重要的价值。本文根据现场云闪探测仪采集到的VHF辐射源入射方向信息和达到探测站的时间差信息,结合无线电测向时差定位技术,研究了VHF云闪的四站定位算法及其误差精度分析。在对该算法和误差精度进行matlab仿真的基础上,得到了不同布站方式和基线距离情况下定位误差分布图,为探测站的布站选址提供了理论支撑。     

基于改进公垂线法的变压器局放超声定位研究

方向角和俯仰角确定后,定位误差与传感器到变压器内部局放源之间的距离成正相关性。提出了一种改进的测向公垂线中点法,该方法通过模拟实验求得各传感器感应到的超声信号情况随局放源与传感器之间距离的变化曲线,测得传感器感应到的超声幅值,从而推算局放源与传感器之间的空间距离,并认为局放源在测向线公垂线上,而且局放源距测向线的距离与局放源到传感器之间的距离成正比。模拟变压器局放实验证实了该方法可以在测向线公垂线中点法的基础上进一步提高定位精度。     

考虑相速度频变特性的改进相位差算法局部放电定位

电力电缆局部放电(PD)源的精确定位对于保障城市电网的稳定运行具有重要意义.针对传统相位差算法的定位精度受相速度频变效应和噪声影响大的问题,该文提出一种改进相位差算法用于电缆局部放电定位,该方法考虑了相速度频变效应和PD频带分布特点,因此拥有更高的定位精度,同时具有较好的抗噪能力.首先,介绍该方法的基本原理,该方法选取PD的频带范围进行相位差展开,并利用电缆的相速度对相位差进行修正以完成局部放电源定位;然后,在Matlab软件中搭建仿真模型,证实了该方法的可行性;最后,在实验室中用该文所提方法对250m含缺陷的电力电缆进行实际局部放电源的定位测试.仿真和实测结果表明,所提定位方法具有较高的定位精度,在实际工程中能取得较好的效果.     

基于RD-MUSIC算法的局放超声阵列检测方法仿真研究

超声阵列检测是一种可靠性较高的局部放电定位方法,而目前对局放超声阵列信号的波达方向研究尚不成熟。基于此,文中提出了一种基于多重信号分类降维(RD-MUSIC)算法的局放超声阵列信号波达方向(DOA)估计方法。首先,将局放超声阵列信号波达方向(方位角和俯仰角)的谱峰空间采用二维并行搜索方式;其次,基于RD-MUSIC算法将局放源分解为方位角和俯仰角的一维顺序搜索方式,将阵列输出信号的协方差矩阵进行处理,进而提高了该一维DOA估计方法对局放源的分辨性能;最后,将RD-MUSIC算法与多重信号分类(MUSIC)算法作仿真对比,结果表明,RD-MUSIC算法测向性能好,运算速度快,其测向误差小于MUSIC算法,进一步提高了定位的准确度。     

序列二次规划-遗传算法及其在变压器局部放电超声定位中的应用

针对基本遗传算法(genetic algorithm,GA)局部寻优能力较差和易出现早熟收敛现象,提出了一种改进的遗传算法,即序列二次规划-遗传算法(sequential quadratic programminggenetic algorithm,SQP-GA)。该混合优化算法SQP-GA在基本GA中引入序列二次规划(sequential quadratic programming,SQP)算法,经典算法SQP作为一个元算子有效地提高了基本GA的局部搜索能力,并克服了早熟收敛现象。函数仿真测试结果表明,SQP-GA混合优化算法在收敛速度和寻优精度上都优于基本GA,表明所提出的算法的有效性。同时,利用提出的SQP-GA求解变压器局部放电超声波定位问题,并将其定位结果与GA和非智能算法的定位结果进行比较;算例结果表明,基于SQP-GA的变压器局部放电超声定位法能有效地防止结果陷入局部最优,该方法的定位效果理想。