高保真度超高频局放检测天线研究

设计了一款用于超高频局放检测的超宽带椭圆缝隙天线.该天线具有时域保真度高、尺寸较小、馈电简单等特点.测试结果表明,天线在300~1500 MHz频段内的回波损耗低于-10 dB,平均等效高度15.7 mm,满足局放检测天线的指标要求.通过CST Microwave Studio软件对其时域波形保真度进行仿真计算分析,对局放检测时天线的摆放方向提供参考.结果表明,椭圆缝隙天线在一些角度上的保真度超过0.9,能较好地还原局部放电波形,同时天线较小的尺寸也能更好地适应局部放电现场检测.

FFT频域分析算法抑制窄带干扰的研究

抑制干扰是信息处理的关键技术 ,滤除窄带干扰则是其中的重要内容。针对窄带干扰改进了基于 FFT滤波的频域分析算法 ,研究其滤除干扰的能力、对局放波形的畸变及所需计算时间等 ,并据此设计了有效的滤波器。

谐波小波解调法在齿轮箱故障诊断中的应用

在研究谐波小波频段分解与Hilbert解调分析的基础上,提出了基于谐波小波包变换的解调分析法,并详述了其具体实现过程。该方法根据齿轮箱频谱特征与齿轮箱故障特征频率的理论计算值,确定所需提取的特征啮合分量,并在此基础上选择谐波小波包分解层数与所需提取的频带带宽;通过傅里叶变换及其反变换提取出相应的特征啮合分量,然后借助Hilbert算子对提取出的啮合分量进行包络解调分析。采用这种方法对存在磨损及点蚀故障的齿轮箱振动信号进行了分析,结果表明,基于谐波小波包的包络解调法具有精确提取任意频段调制信息的能力,能够为齿轮箱故障源的准确定位及故障程度提供可靠的判断依据。

基于频域数据矩阵奇异值分解的宽带测向算法

文中提出了一种新的宽带信号测向算法。利用宽带阵列数据时间-带宽乘积大的特性,构造一个频域数据矩阵,对其进行奇异值分解,应用子空间的方法进行一维谱峰搜索,就得到来波方向的估计值。仿真实验结果证明了算法的有效性,并且给出了方向估计精度、分辨率与信噪比、快拍数、相对带宽之间的关系。

改进经验模态分解阈值算法抑制强窄带干扰

为抑制电力设备局部放电在线监测中出现的较强窄带干扰,提出改进经验模态分解(EMD)阈值算法,改进了频域阈值算法并解决了其阈值和干扰频带难以确定的问题。首先在频域处理时设置一个较大阈值来降低窄带干扰幅值,接着EMD以得到含有特征频率的固有模态函数(IMF),然后对IMF分量进行阈值处理,利用窄带干扰和局部放电信号在IMF分量上的特性差异来抑制窄带干扰。

基于频带分解的中波发射机播出信号失真故障检测方法

在检测信号失真故障的过程中,受信号本身连续性和重叠性的影响,检测结果与实际信号失真故障状态存在较大差异,因此提出基于频带分解的中波发射机播出信号失真故障检测方法研究。在中波发射机信号频带分解结构设置阶段,构建包含数字滤波器组和模拟滤波器组的分解构成,并考虑到采样率的实际执行范围与理想参数之间的差异,每一路DAC的采样率进行迭代设置,由此将原始重叠中波发射机信号分解为相对独立的形式;在信号失真故障检测阶段,对信号进行傅里叶变换处理,借助窗函数将原始连续中波发射机信号分解为若干个间隔形式,通过计算分解后信号与所在时域允许信号波动范围之间的关系,实现对信号失真故障的检测。在测试结果中,设计检测方法对于信号基波特征值、谐波特征值和高阶能量特征值的检测结果与标准曲线的偏离程度均为1.0以内。

基于改进奇异值分解法降噪的频分复用Φ-OTDR

针对采用频分复用(FDM)相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)技术监测高频声波信号时出现强噪声干扰问题,提出改进奇异值分解(SVD)抑制噪声的处理方法。构造Hankel奇异值矩阵,提取背景声纹特征,利用阈值法确定有效奇异值数量,准确划分高频信号的目标信号和噪声信号,实现噪声抑制。实验证明:频分复用方法提升相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)系统的频带范围为62.5 kHz,并利用改进奇异值分解法精确重构范围为0~3.5 kHz的非平稳声音信号,最终实现10 kV电力电缆的局部放电信号采集和噪声抑制,放电有效信号的波形相似度为0.963,均方根误差低至0.0099,信噪比增益达16.182 dB。本方法为频分复用Φ-OTDR系统实现高频声波信号监测提供一种新的解决思路。