双端不同步线路参数自适应时频域故障测距算法

故障测距时域法所需时间窗短,能弥补频域法的不足,但考虑线路参数不确定及双端不同步影响时,其精度和稳定性偏低。利用故障前正常状态的稳态工频相量,建立含双端不同步时间差和线路工频参数的自适应观测方程,利用粒子群优化—最小二乘混合算法求解;建立Bergeron模型的故障测距时域观测方程,应用粒子群优化算法求解,实现双端数据不同步及参数自适应的时频域故障测距。通过建立1000kV特高压输电系统模型进行全面仿真验证,结果表明,所提出的故障测距方案能在较短时间窗内实现准确故障测距,且不受线路参数变化及两端数据不同步的影响。

时频域交互法在微滑移干摩擦阻尼叶片振动分析中的应用

为准确揭示叶片阻尼系统的动力学特征,首次引入融合时域法(描述非线性力的准确性)和频域法(求解线性系统的高效性)为一体的时频域交互法,对基于微滑移摩擦模型的凸肩阻尼结构叶片系统进行了动力响应分析,并与时域法、频域法的计算结果做了比较.计算结果显示:在一定的参数条件下,时频域交互法的计算时间与一阶谐波平衡法相近,仅相当于四阶Runge-kutta法的1/10,相对误差值却不到一阶谐波平衡法的1/2,且保持稳定.研究表明:时频域交互法对于计算微滑移干摩擦阻尼叶片振动响应具有可用性,该方法克服了一阶谐波平衡法无法将微滑移模型的准确性体现在动力学分析中的不足,而且计算效率高.

时频域块匹配运动估计算法性能比较

详细讨论了时频域块匹配运动矢量估计算法的理论及其实现,还从算法的运动补偿性能、计算效率和计算复杂度三个方面对时频域两种情况下的算法进行了详尽的比较。在相同条件下比较发现,相比于时域块匹配法,如果频域法不出现“双峰”,则其直接从相位相关图出发可以得到更加平滑和精确的运动场,计算效率高;但时域法更适合了存在多个运动的运动估计。

基于改进时频域反射法的电力电缆局部缺陷定位

电力电缆已广泛运用于城市配电网系统中,电缆缺陷定位也成为众多学者关注的问题。针对传统时频域反射法(time-frequency domain reflectometry,TFDR)存在的交叉项干扰等问题,该文提出一种改进时频域反射法。通过选取特定的可调频参考信号,对反射信号求取维格纳分布(Wigner-Ville distribution,WVD)以分析时频特性。但该时频分布存在交叉项干扰,因此,提出一种新的交叉项抑制方法。通过分析信号时频分布自项与交叉项的特征差异,利用仿射变换(affine transformation,AT)等信号处理手段在不影响信号分辨率的同时消除交叉项干扰,再利用信号的时频互相关函数对缺陷进行精确定位。该文针对10kV交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆进行仿真分析,并将含缺陷的105mXLPE电缆和含接头的500mXLPE电缆进行实验。仿真及实验结果表明:所提方法定位准确性优于传统方法,具有较好的鲁棒性。

基于时频域反射法的高温超导电缆故障定位研究

针对我国超导电缆公里级示范工程的运维需求,采用基于伪Wigner-Ville分布的时频域反射法,测量不同温度和不同类型模拟缺陷下超导电缆的时频信号变化,分析不同温度下时频分析在超导电缆故障定位中应用的有效性,并通过改变入射波的中心频率和带宽,研究入射波形形态对故障定位的影响。模型样缆采用国产35kV冷绝缘三相统包高温超导电缆,缺陷模拟相设置了绝缘缺失、对地绝缘电阻逐渐减小、短路3种类型的故障,检测温度设置为室温、液氮和回温3种环境。结果表明:室温环境下,基于伪Wigner-Ville分布的时频域反射法对上述3种故障反射的反应灵敏度依次增加,定位误差小于3%,入射波的中心频率或带宽越高,引起的衰减越大,定位需要的时间补偿就越多;液氮环境下,针对绝缘缺失和短路的叠加故障,当温度下降至77K附近时,故障处归一化时频互相关峰值随温度的小幅度下降而逐渐减小,且波速明显升高;温度回升过程中,该方法的定位准确度不受温度变化和电缆状态的影响,误差仍小于3%。回温过程中随着温度的变化,超导电缆故障处和末端归一化时频互相关峰值大小发生明显的同步变化,该现象可评估现场超导电缆系统中液氮泄漏导致的温度上升问题。

增广时频域反射法在电缆复合故障检测中的应用

电缆的健康状况对用电设备及整个系统的安全稳定运行具有重要意义。电缆故障检测已引起电气工程领域研究者的广泛兴趣。时频域反射法(time frequency domain reflectometry,TFDR)是一种典型的电缆故障无损检测方法。文中针对TFDR中存在的问题,提出增广时频域反射法(augmented time frequency domain reflectometry,ATFDR)。首先利用平滑伪维格纳维拉分布分析反射信号时频分布以消除由交叉项造成的干扰。然后基于时频交叉相关得到故障点位置信息,并采用专家知识与异质布谷鸟搜索算法实现多重反射信号的估计与消除。最后通过分析故障点处信号与入射信号的时间相关性,以低成本方式评估故障点的故障类型与故障程度。文中基于包含不同故障类型与故障程度的实验,验证ATFDR的有效性。并通过对比实验进一步证明ATFDR相比于扩展频谱时域反射法具有更好的检测性能。

针对磁共振射频脉冲的时频域分析方法比较研究

射频脉冲可实现样本自旋体系的精确操控,进而产生预期的核磁共振(NMR)信号,在NMR信号产生过程中扮演重要角色.该文分别采用短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)和维格纳-威利分布(WVD)几种时频域分析方法对射频脉冲(优化形状脉冲)进行特性分析和比较.结果表明,三种方法各自具有优缺点,结合各自优势对射频脉冲进行各种方法分析,可以更好地理解复杂脉冲的幅度、相位特性在时频域的分布情况.该文的研究方法将为直观理解复杂射频脉冲对自旋体系的作用机制提供参考.

基于时频域反射法的核电站仪控电缆缺陷检测

为确保核电站中仪控电缆的安全运行,时频域反射法(time-frequency domain reflectometry,TFDR)被广泛用于识别和定位仪控电缆中的缺陷。文中对比魏格纳-维利分布(Wigner-Ville distribution,WVD)、伪魏格纳-维利分布(pseudo Wigner-Ville distribution,PWVD)、平滑伪魏格纳-维利分布(smooth pseudo Wigner-Ville distribution,SPWVD)算法的优势,并提出时频域互相关曲线(time-frequency cross-correlation,TFCC)的能量区间放缩法。分别对50 m和148 m的多芯交联聚烯烃仪控电缆进行短路、断路、绝缘屏蔽层破损和局部热老化的缺陷模拟,并基于TFDR,采用3种时频分布算法进行实验处理。随后,基于局部热老化的检测,采用能量区间放缩法,对TFCC定位峰主瓣较宽的问题进行改善。实验结果表明:经过SPWVD处理后,TFCC的主瓣较宽;在正常电缆检测时,PWVD对交叉项有更好的抑制作用;但在单缺陷检测中,SPWVD具有更好的缺陷识别能力;通过采用能量区间放缩法,可分离相近的定位峰,加强对微弱反射信号的判别。

地空时频域电磁法对隧道岩溶的探测分析

随着我国西南交通建设的快速推进,为保障隧道建设期安全,针对隧道不良地质的勘察意义重大,而地面勘察技术手段受地形等影响,工作效率低,局部区域难以开展。鉴于此,针对云南省某公路隧道开展了水文地质调查、地球物理特征统计及地空时频域电磁探测,查明了隧道沿线的不良地质段、设计轴线周围的岩溶或富水区的空间分布形态,为隧道施工安全与整治提供了依据。该方法的成功应用,可为国内碳酸盐岩地区的隧道岩溶勘察提供一种可借鉴的技术手段,同时可推广到工程建设与矿产勘查等领域,预期可取得较好的应用效果。

地空时频域电磁法在云南某隧道勘察中的应用研究

中国西南交通建设快速推进,为保障隧道建设期安全,针对隧道不良地质的勘察意义重大,而地面勘察技术手段受地形等影响,工作效率低,局部区域难以开展。鉴于此,针对云南省某公路隧道开展水文地质调查、地球物理特征统计及地空时频域电磁探测,查明隧道沿线的不良地质段、设计轴线周围的岩溶或富水区的空间分布形态,为隧道施工安全整治提供依据。该方法的成功应用,较地面瞬变电磁法相比,工作效率提高了10倍以上,可为国内碳酸盐岩地区隧道岩溶勘察提供一种可借鉴的技术手段,同时可推广到工程建设、矿产勘查等领域,预期可取得较好的推广应用效果。

高压电缆外护套特征阻抗建模及破损检测方法

高压电缆是城市电网的主要输电通道,其外护套破损会导致线路输送容量下降以及电缆短路、击穿等。因此,有必要探究高压电缆外护套破损检测与定位方法。针对传统方法效率较低且受敷设环境限制等问题,提出一种基于TFDR(时频域反射法)的检测与定位方法。建立平行敷设直埋高压电缆外护套的特征阻抗模型,将外护套结构纳入传输线模型;利用TFDR对外护套破损导致的特征阻抗变化进行检测与定位。通过仿真验证,初步证明了该方法的可靠性。选取两根长约40 m的平行敷设XLPE(交联聚乙烯)电缆进行了外护套破损实验,实验结果表明,所提方法能准确检测出高压电缆外护套破损。

基于改进TFDR法的核电站仪控电缆断裂缺陷检测

时频域反射(time-frequency domain reflectometry,TFDR)法具有成熟便捷、分辨率较高的特点,广泛应用于各类电缆的故障测距。为了有效判别和精确定位核电站仪控电缆绝缘屏蔽层断裂缺陷,文中通过介入热应力,提出一种改进TFDR法。对50 m多芯仪控电缆进行不同程度的断裂破损模拟,并使用传统TFDR法和改进TFDR法进行检测实验验证。检测结果显示,改进TFDR法对弱断裂缺陷的定位峰峰值为0.2,是传统TFDR法的2.5倍,且不同程度断裂缺陷下定位误差率均小于2.5%。可得出如下结论:相较于传统TFDR法,改进TFDR法使用热应力浮动方差曲线作为缺陷判别的依据,可显著提高对弱断裂缺陷的判别能力;改进TDFR法通过对原定位距离进行修正,进一步提高了对弱断裂破损的定位精准度,可实现对微弱缺陷的有效识别定位。

基于反射法的线缆故障定位算法研究

线缆在现代生活中承担着信息通信、交通运输和电力传输等领域的信息与能源传输任务,是现代社会的重要组成部分。对线缆进行快速、精确的故障定位是信息化发展的必然要求。本文通过对时域反射法、扩频时域反射法和时频域反射法进行性能分析,阐述了三种故障定位算法的适用范围,并说明了各自的优缺点。

DCO-OFDM系统TFI-SLM峰均比抑制算法

过高的峰均功率比(PAPR)造成的非线性失真是直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)技术亟待解决的问题之一。针对该问题,设计了一种基于时频交织(TFI)和选择映射法(SLM)的TFI-SLM峰均比抑制算法。该算法通过先对输入信号进行TFI,降低输入信号的自相关性,再利用小m序列产生随机相位因子对变换后的信号进行选择性映射。仿真结果表明:与传统算法相比,该算法不仅避免了发送过多的相位因子序列冗余信息,并且互补累积分布函数(CCDF)值为10-5时,PAPR比原始DCO-OFDM系统降低了2.8 dB。

一种整数基音检测新方法STA的实用改进

对新的基音检测算法STA作简要介绍,对于在基音检测的实际应用中,遇到的由于受到噪声、共振峰影响造成基音周期检测点的偏移问题,提出STA的改进方案ISTA,并对前后2种方案的实际效果进行了比较,ISTA在基音检测时可以得到比STA更理想的效果.

基于TFDR波形时域包络线的电缆故障定位技术

传统时域反射法由于其高频成分含量较低,在电缆中的传播过程中信号衰减较大,且无法对信号色散衰减进行补偿,因此仅能够适用于较为严重的缺陷或故障,无法对局部微弱缺陷进行很好地探测,定位准确度较低。基于此,根据参考信号的特性提出了一种基于波形时域包络线的定位技术;先对参考信号及其反射信号在时域上利用希尔伯特变换求取包络,再对包络曲线进行求对数及归一化处理,最后再使用八阶巴特沃斯带通滤波器进行滤波抑制噪声后,分别对50 m及500 m长的电力电缆进行实际测试。结果表明时域包络线技术实现了对电缆缺陷的有效定位,同时结合时域波形变化情况还可对电缆缺陷类型进行判断。

基于LSTM神经网络的漏缆故障定位算法

泄漏电缆会随着使用时间而老化导致传输性能下降,加之人为因素也会造成电缆受损,因此迫切需要对漏缆故障进行在线监测和故障高精度定位。本文提出了一种基于长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)的漏缆故障定位神经网络模型,该模型以时频域反射法(time-frequency domain reflectometry,TFDR)作为实验信号获取数据集,以LSTM网络增强对特征的提取。首先通过对漏缆进行等效电路建模实现数据集的获取,解决了数据来源少、模型训练困难的问题,以TFDR信号作为实验信号,特征更加丰富,并使用LSTM提取时频信号的特征。采用仿真数据与实际数据对模型进行验证测试。实验结果表明,该模型在故障定位上表现良好,定位误差优于TFDR、卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)和全连接神经网络(fully connected neural network, FCN)。

采用HB-AFT方法的多楔带附件驱动系统动态响应计算与分析

准确预测多楔带附件驱动系统的动态响应对系统的开发设计具有重要的意义,而传统的计算方法存在计算精度偏低,或者计算效率低的缺点。考虑了张紧器的非线性迟滞特性,建立了三轮多楔带附件驱动系统的时域模型和频域模型,采用谐波平衡法-时频域切换技术(HB-AFT),求解了三轮多楔带附件驱动系统的动态响应。计算结果表明:与传统的数值迭代法相比,HB-AFT法具有高精度和高效率的特点。

基于同步压缩变换的电缆缺陷定位研究

由于采集信号为入射波与多反射波的叠加,且多分量信号之间存在耦合不服从线性叠加原理,导致以采用魏格纳分布(Wigner-Ville distribution,WVD)为核函数的传统时频域反射法(time-frequency domain reflection,TFDR)存在严重的交叉项干扰,影响对缺陷的定位和判断。针对这一问题,本文提出一种基于同步压缩变换的电缆缺陷定位方法,该方法采用同步压缩变换(synchrosqueezing transform,SST)替代WVD以消除交叉项干扰,并以高分辨率定位电缆缺陷。同时分析参考信号相关参数,针对不同长度电缆测试,提出参考信号设计原则。该方法的主要步骤包括:通过采用TFDR法获取时域定位信号;然后采用SST求取压缩和重排后的时频谱图,以获取更精确的时频表达并消除交叉项干扰。最后,搭建了10kV交联聚乙烯电缆仿真模型进行研究,并选取了长度为500 m含中间接头的XLPE电力电缆和某地约32km海底电缆对算法进行实验验证。仿真及实验结果表明:SST算法对信号进行重排后能有效消交叉相的干扰,提高了时频域反射法定位精度。

基于正交匹配-伪魏格纳分布的电缆缺陷定位

时频域反射法(TFDR)采用时频联合的方法对电缆缺陷进行定位,但定位信号时频谱中存在交叉项干扰,导致无法对电缆局部缺陷进行精确定位。该文提出采用正交匹配追踪(OMP)和伪魏格纳分布(PWVD)结合的算法,实现了对实测电缆定位信号特征提取,以及信号时频谱中交叉项干扰抑制。首先通过OMP算法对原信号进行分解;然后对分解后的子信号分别求取PWVD时频分布;最后通过对时频谱线性叠加,获得定位信号更精确的时频表达,有效地消除了交叉项干扰。搭建了10 kV交联聚乙烯电缆仿真模型进行研究,并选取了长度40 m含两个中间接头、105 m含缺陷及500 m含中间接头的XLPE电缆对算法进行实验验证。仿真及实验结果表明,OMP-PWVD改进算法能有效抑制交叉项干扰,且具有较强抗干扰能力,有效地提高了时频域反射法的定位精度。