考虑PWM波形特征的纳米晶磁心损耗模型的研究及验证

磁心损耗精确预测对于电力电子变压器的优化设计至关重要。然而,传统的磁心损耗模型在复杂激励下适用性较差,尤其对于占空比可调、高次谐波含量丰富的PWM波磁心损耗预测,计算精度显著下降。基于Jordan损耗分离模型,建立了一种考虑PWM波形特征的磁心损耗计算方法。首先,该方法根据激励波形特征,推导出相应的波形系数及等效频率来计算PWM波激励下的动态涡流损耗,将Jordan模型的适用范围从正弦拓展到PWM波激励下的磁心损耗计算;然后,分析了不同占空比激励下激励波形有效频率及高次谐波含量变化对损耗系数的影响,并对其进行数学表征,实现了整个占空比范围内磁心损耗的精确预测;最后,搭建了高频非正弦激励下软磁材料磁特性测量平台,针对1K107B纳米晶材料,测量了两种典型PWM波激励下的损耗数据。实验结果表明,所建立的磁心损耗模型具有较高的计算精度,相比于传统的Steinmetz改进公式,整体精度提高了25%。

基于地震波形特征全局寻优的非线性地震反演砂体预测技术研究及应用

针对窄小河道含油砂体预测难、垂向分辨率和平面分辨率不能兼得的问题,形成了基于地震波形特征的全局寻优的非线性地震反演砂体预测技术,该技术能够充分利用非线性地震反演提高了纵向分辨率高,同时基于地震基于波形特征反演技术又提高了横向分辨率;利用该地震反演技术河道砂体预测精度由过去的76.3%提高到83%,取得了较好的效果,该技术对窄小河道砂体的精细预测具有较好的指导意义。

基于微电极幅度差地震波形特征指示反演技术研究及应用

大庆油田以非均质薄差储层发育为主,综合含水率达95%,高含水层主要为2 m左右的河道砂体,且是挖潜的主力油层,井间储层预测不准,严重影响了剩余油的挖潜。为提高储层预测精度,研发基于微电极幅度差的波形特征指示反演方法,改变以密度或波阻抗为核心的传统反演方法,由于纵向分辨率高、对砂泥岩敏感性强,预测砂体顶底清晰,位置、厚度都接近测井识别结果。利用该反演方法连片型河道砂体预测精度为75.5%,提高了3.1个百分点;连续型带状分流河道砂体预测精度为75%,提高了3.0%;连续及断续共存型枝状分流河道砂体预测精度为80.6%,提高了3.2%,取得较好效果。

基于波形特征的矿山微震监测事件分类方法研究

目的:针对微震监测技术应用中出现的微震爆破信号分类困难、人工分类工作量大、分类准确率低等问题,本文创新性地提出了支持向量机的波形自动分类技术,旨在解决微震监测系统现有应用难题。方法:针对BSN微震监测系统采集的微震信号和人工爆破信号进行了时域和频域的分析,获得了信噪比、P波到时、首次峰值、最大峰值、主频及P波主频等9个波形特征,经过分析对比后挑选出了5个典型特征,最后采用SVM方法对上述典型特征进行训练,建立了微震和爆破信号自动分类模型,并在广西某金属矿山进行了实际现场应用分析。结果:微震准确率为80.28%,爆破准确率为86.36%。结论:本文研究的分类模型的识别和分类方法使分类准确率达到了80%以上,说明成果能够协助矿山人员减少部分波形分类工作,有助于推动全自动矿山微震监测系统发展。意义:本文提供的分类方法研究思路,能够实际解决微震监测系统在现场应用中的难题,且其中的分析方法不仅可在微震处理中应用,还可进一步用于微震分析,对实现矿山微震实时监测服务具有重大意义。

基于信号波形特征的刀具破损监控方法优化

针对微弱破损信号的监控,提出了一种基于信号波形特征的刀具破损监控方法。先分析了刀具破损监控的各项特征,包括信号降噪方法等对破损特征值的影响、不同工艺条件下破损特征值的监控要求等。对于破损造成的时域信号波动较小而动态包络法难以识别的问题,提出了基于信号波形特征的刀具破损监控方法。最后验证了基于信号波形特征的刀具破损监控方法的有效性,相比于动态包络法准确度大幅提高。

基于波形特征的小电阻接地配电网单相接地故障定位分析

随着配网系统电容电流日渐增大,中性点经小电阻接地方式得到推广应用。然而,小电阻接地方式存在高阻接地时零序电流保护无法切除故障线路的问题。本文首先主要对接地故障的检测方法进行分析,然后,基于零序电流波形的时域特征,分析单相高阻接地故障保护原理及流程,具有一定的参考价值。

不同含水率强风化灰岩围岩的地质雷达波形特征研究

强风化灰岩围岩具有破碎程度高、易富水的特点,是公路隧道施工中的典型不良地质体。为了更加准确、客观地对该类围岩进行地质雷达探测分析,以广西六寨一宜州高速公路21座公路隧道为依托,基于现场探测获取原始判读图像;采用背景去除、克希霍夫偏移、反褶积等时域、频域预处理技术对原始判读图像进行处理以提高信噪比;在此基础上,对判读图像的清晰度、振幅幅值、回波主频等特征进行分析;为了避免判读人员的个体主观性、经验性影响,采用K-MEANS++图像处理技术对判读图像进行聚类处理,从而对图像中的具有定量特征的颜色直方图进行提取。结果表明:当含水率W<32%时,判读图像具有显著的强反射特征,振幅普遍高于0.7,反射信号清晰,主频f>85MHz;当含水率>32%时,弱反射特征明显,振幅普遍低于0.53,“斑点状”模糊特征明显,主频f<60MHz,具有显著的低频特征;随着含水率的逐渐提高,颜色直方图的像素域逐渐变窄,“高耸”形状特征明显。

基于剩余电流波形特征量的智能电气火灾监控研究

目前剩余电流式电气火灾监控系统使用固定的剩余电流有效值作为电气火灾的预警判据,在使用过程中频繁出现误报警,存在很大的消防安全隐患。搭建电气火灾试验平台,通过提取不同负荷情况下正常运行与接地故障时的剩余电流波形,提出了一种使用剩余电流波形特征量预警电气火灾的方法。使用小波变换对原始剩余电流信号进行滤波并提取其中的低频分量,根据低频分量的时域特征与波形特征构成波形特征向量,用于训练BP神经网络,通过智能算法自动识别故障,提高了剩余电流火灾预警的准确率。

100例年龄>60岁无症状心肌梗死患者心电图检查的波形特征及疾病转归因素分析

目的:探讨100例年龄>60岁无症状心肌梗死患者心电图(ECG)检查的波形特征及疾病转归因素,对优化治疗手段、改善预后具有一定意义。方法:选取2018年6月—2020年6月样本医院收治的100例年龄>60岁无症状心肌梗死患者作为研究对象,统计ECG检查波形特征及疾病转归因素,建立预测模型,验证其预测价值。结果:(1)ECG异常波形:①明显ST-T段改变,面向梗死区域导联有典型病理性Q波(深度超过同一导联R波1/4),Q波时间≥0.04 s。②面向梗死区域导联有T波倒置,倒置T波尖变钝,起止角接近终止角。③损伤型ST段抬高及对应性ST段压低,弓背向上型,伴T波直立、高耸,波形变窄,连续3个导联以上ST段压低≥0.20 mV,降支和升支对称性T波改变。(2)出院后12个月随访,均无脱落病例。100例年龄>60岁无症状心肌梗死患者疾病转归良好率为78.00%。(3)年龄71~80岁、超重、合并基础疾病、ECG异常波形、N末端B型利钠肽原(NT-proBNP)≥450 pg/mL、吸烟史是年龄>60岁无症状心肌梗死患者疾病转归不良独立危险因素。(4)logistic回归模型预测AUC为0.925(95%CI:0.855~0.968),预测敏感度为90.91%,特异度为82.05%,且模型拟合效果好。(5)随机抽取1例患者,其各自变量取值为年龄=0,BMI=1,基础疾病=1,EGG异常波形=1,NT-proBNP=0,吸烟史=1,代入概率预测方程得到概率值P=0.465,小于临界值,故预测准确度为88%的条件下,该患者疾病转归良好。结论:年龄>60岁无症状心肌梗死患者ECG波形特征以明显ST-T段改变为主,疾病转归受年龄、基础疾病、体质量指数(BMI)等多种因素影响,针对上述因素确定防治措施可促进疾病良好转归。

大容量气枪震源及其波形特征

大容量低频组合气枪震源已成功应用于南海北部海陆联测实验及陆上水库实验，其信号传播最远距离可达255km．为了探讨气枪信号的波形特征，从广东省地震台网数据中选择了台基相同、震级与震中距相近的珠海台的地震记录，将气枪震源、天然地震和爆破三种震源的波形特征进行了对比分析，结果表明，气枪信号特征明显，信号主频4～8Hz，振幅±0．15μm·s^-1，波形一般具有3～5个峰值，并随时间有规律变化，易于准确识别．实验探测结果说明，这种能量强、重复性好、探测精度高、绿色环保的枪阵组合震源可广泛应用于海洋与陆地深部结构研究．

一种基于数学形态学提取电流波形特征的变压器保护新原理

基于数学形态学方法提取电流波形的局部特征,提出了一种判别变压器励磁涌流和故障电流的新原理。文中利用自定义的峰谷检测器提取出电流波形的峰谷点,在此基础上求取峰谷点之间的形态梯度,进而将其3等分并计算各段形态梯度波形下的面积,根据3段面积的大小规律能够定性地识别出励磁涌流和故障电流。新原理计算量小,易于工程实现。经HYBRISIM的仿真验证,新原理能够有效地区分励磁涌流和故障电流,受CT饱和影响小,在性能上优于二次谐波制动判据和波形比较判据。

变电站雷电侵入过电压波形特征及其影响因素的仿真

为探讨变电站设备实际耐受的雷电冲击电压波形与标准雷电冲击电压波形的差异,对变电站雷电侵入过电压的波形特征及其影响因素进行了仿真研究。通过在电磁暂态计算程序(EMTP)中建立500 k V交流变电站–输电线路模型,并结合过电压形成的物理过程,分析了雷击类型、输电线路传输过程以及避雷器对雷电侵入过电压波形的影响。研究结果表明:受雷击工况、输电线路传输过程及避雷器等非线性设备的影响,变电站设备实际耐受的雷电侵入波形近似为平顶波,波前时间可达8μs,波尾时间最短仅为10μs,最长可达数百μs。严苛情况下,变电站设备在实际雷电侵入电压波形下的绝缘耐受水平低于标准雷电冲击试验值。该研究为进一步探讨雷电冲击试验标准的合理性奠定了基础。

污秽绝缘子表面局部电弧与泄漏电流波形特征间对应关系分析

污秽绝缘子表面局部电弧的发展变化与泄漏电流密切相关。为此,以普通悬式瓷绝缘子XP-70为试品,在人工雾室环境下进行了大量人工污秽试验,研究了污秽绝缘子表面局部电弧与泄漏电流波形特征之间的关系。利用泄漏电流采集装置连续存储了电流波形并利用高速摄影仪同步拍摄了放电过程,详细记录了绝缘子表面的局部放电现象以及泄漏电流的发展变化过程,揭示出局部放电强度与泄漏电流波形类别之间的对应关系;通过提取不同局部放电强度下泄漏电流波形的多个特征量(半波极大值同极小值之比k;波动率为k的电流波形在1s内出现的次数fk;一定时间内fk出现的总次数Ck及fk的最大值fkmax),研究了整个试验过程中各特征量的变化规律以及它们与等值盐密ρESDD之间的关系。研究结果表明,可以根据泄漏电流波形特征初判绝缘子表面的放电程度;根据fk变化规律及局部放电强度,能更加明确地将泄漏电流划分为3个区段即安全区、预报区和危险区;在污秽严重的情况下,fkmax(k>80)在一定程度上能较好地反映绝缘子的污秽程度和放电强度;Ck(50<k<80)与等值盐密值有一定的对应关系。

北京地区正地闪时间分布及波形特征

为了给雷电防护及机理研究提供必要的基础数据,利用闪电定位资料和电场快慢变化资料,对北京地区正地闪的时间分布规律及波形特征进行了统计分析。结果表明:北京地区正地闪分布随月份而不同,较大频次出现在5—7月,较高比例出现在春、秋季(3—5月和10—11月);而一天内的正、负地闪分布具有反对应关系,正地闪在傍晚(15:00—21:00,北京时)具有较大的频次和较高的比例,且该比例随闪电频次增大而呈减少的趋势;正地闪多为单次回击,多回击正地闪数占正地闪总数的3.89%;正地闪波形上升沿时间分布范围为5～28μs,平均为11.55μs,慢前沿时间分布在2.8～23.6μs之间,平均值为9.41μs,慢前沿幅度与回击峰值比为53%,过零时间为43.97μs,负反冲深度均值为20.75%,辐射场归一化到100 km的回击场强峰值为13.66 V/m;正地闪连续电流持续时间平均值为113 ms,具有连续电流的正地闪比例高达69.2%,其中48.7%具有长连续电流过程。

岩溶区不同含水率破碎围岩地质雷达波形特征研究

为研究岩溶区裂隙块状结构破碎灰岩在不同含水率时的地质雷达波形特征，以广西六寨至宜州高速公路40座公路隧道为依托，进行大量现场实测。对裂隙块状结构破碎灰岩的实测数据进行筛选，并基于被选数据，采用SIR－3000地质雷达RADAN后处理软件分析不同含水率情况下的线测、点测反射强弱定性特征，同时采用对MATLAB分析软件进行数据接口语言汇编的方法，研究不同含水率情况下回波中心频率值及其分布范围，结果表明：当含水率分别小于26％、介于26％～42％和大于42％时，线测、点测反射强弱变化较大，回波中心频率以低频为主，分别在85，80MHz和53MHz附近波动，且分布范围依次减小，分别为21～105MHz，12．5～102MHz和11～77MHz。

地质雷达在隧道工程探测中的干扰波形特征分析

地质雷达已被广泛应用于隧道工程中,但地质雷达在隧道工程探测过程中时常会遇到干扰因素,会导致雷达探测反射波波形堆积图异常,干扰波形覆盖了有效波形,严重影响后续的解译工作。文章将地质雷达在隧道工程中所遇的干扰划分为耦合干扰、施工干扰及特殊情况下的干扰三种类型,对雷达的干扰波形特征进行分析,提出了有效的处理措施以抑制雷达干扰波,从而保障解译人员能够有效、准确地识别雷达干扰波形,避免对雷达干扰波的误判。

波形特征与统计特征相结合的局部放电脉冲分类方法

当不同类型的局部放电脉冲具有相似的波形特征的时候,应用等效时频特征进行脉冲的分类将遇到一定的困难。笔者在保证每个网格中包含有足够的样本数量用于统计分析的原则下,对局部放电脉冲等效时频谱图进行网格状划分与合并。对每个网格内的脉冲,提取该网格内所有脉冲信号的6个统计参数,连同该网格内所有脉冲的平均等效时长和平均等效频率一起共8个参数作为分类的特征量。将每个网格中的所有脉冲视作同一类型的放电,对从各个网格中提取的特征量进行聚类分析,从而得到每个网格的分类结果,达到脉冲分类的目的。该方法将局部放电模式识别中常用的统计特征与放电脉冲的波形特征结合起来,应用该方法对于两类模拟缺陷所产生的局部放电信号进行了分类,其综合分类结果优于直接采用等效时频特征的分类方法,而且两类脉冲分类的准确性比较均衡。研究结果表明,该方法可以在一定程度上提高分类的准确率,实现对不同类型的放电脉冲之间以及放电脉冲与干扰脉冲之间的有效分离。

利用子波变换提取目标回波波形特征

对Donoho阈值决策子波域去噪方法进行了研究 ,该方法采用软限幅函数对噪声信号的子波变换系数做阈值处理以达到去噪的目的。具体讨论了在Sym8子波基底下 ,用此方法对非平稳雷达回波进行五尺度的Mallat算法仿真 ,结果表明该方法除对噪声具有很好的拟制效果外 ,还有效地保留了目标回波波形特征 。

双层套管固井水泥胶结波形特征分析

双层套管每个界面的固井质量都影响着油气井的正常生产，而常规的固井解释仅评价第一、第二界面的水泥胶结质量，因此根据声幅一变密度测井原理并通过分析各界面不同胶结状况的波形特征，提出了双层套管固井质量评价方法：用套管波的首波缺失和声幅数值评价第一界面，以套管首波的滞后程度、后续套管波的强弱及声波在外层套管接箍上的显示特征评价第二、第三界面，由全波列显示的地层波（快地层除外）评价第四界面。该方法在实际应用中取得了良好效果。

基于波形特征和SVM的心电信号自动分类方法研究

目的:提出一种新的基于波形特征和SVM的心电信号自动分类实现方法。方法:定义并提取了基于时域特征、小波域特征和高阶统计量特征等三大类心电特征参数,将一次性直接求解多类模式的SVM方法应用于心电信号分类。结果:通过对心电数据库典型心律失常信号的分类测试,验证了所提出心电信号分类方法的有效性。结论:本方法的实现可以有效提高了分类识别精度和速度。