基于波形匹配电流源注入的网源直连系统接地故障有源消弧技术

海洋核动力平台中压系统采用网源直连拓扑结构,系统接地故障频发且常产生电弧。该文首先分析现有消弧方法的作用机理和消弧效果不佳的主要原因。从保障定子铁芯及系统安全出发,提出一种在发电机中性点注入波形匹配电流源的有源消弧技术方案。该方案通过主动降低故障相基波和3次谐波对地电压,将故障点电压抑制在电弧重燃电压以下,保证接地故障电弧可靠熄灭并避免重燃。最后,提出一种基于故障风险的接地故障辨识判据,能够与现有接地保护有效配合,在保证系统安全的前提下可靠辨识接地故障类型。PSCAD/EMTDC仿真结果证实了所提方法的有效性。

基于自适应波形匹配延拓的局部均值分解端点效应处理方法

局部均值分解(LMD)能将复杂的信号自适应地分解成若干个具有物理意义的单分量信号,但是在其实现过程中会产生端点效应,使结果失真。在详细分析了LMD产生端点效应的原因后,提出了自适应波形匹配延拓法来解决端点效应。该方法充分考虑了信号的内在规律与边缘处的变化趋势,使延拓更加合理,且具自适应性。对仿真信号与实际工程信号进行了分析,结果表明该方法能有效抑制LMD分解的端点效应。

基于电流波形匹配的高压直流输电线路纵联保护

在分析直流线路两端特定频率电流波形特征的基础上,提出了一种新的直流输电线路纵联保护方案。对直流滤波器进行阻抗–频率特性分析,发现滤波器在特定频率点阻抗值接近于零,即滤波器对该频率电流具有良好的滤波效果,正常运行时直流线路两端特定频率电流几乎为零。故障时,由于系统阻抗特性改变,线路两端特定频率电流显著增加。通过对直流线路谐波等值网络进行分析,发现区内故障时,线路两端特定频率电流都由直流母线流向线路;整流侧区外故障时,直流线路整流端的特定频率电流由直流母线流向线路,而逆变端则由线路流向直流母线;逆变侧区外故障时,与整流侧区外故障情形相反。特定频率电流方向一致时波形匹配程度高,而当方向相反时,波形匹配程度低,利用该特征构成直流线路区内、外故障判据。针对现行直流线路电流差动保护的缺陷,提出了一种改进的直流线路后备保护方案。大量仿真结果表明,该保护方案原理简单,能可靠、准确识别直流线路区内、外故障,且具有较高的过渡电阻能力。

基于波形匹配的高压输电线故障诊断优化算法

准确高效的高压输电线故障诊断对加快故障后系统的恢复、确保系统安全稳定运行具有重要意义.高压输电线故障诊断问题主要包括故障类型识别、故障测距和故障时间识别.文中将该问题描述为优化问题,即将故障诊断问题中待求解的量(如故障距离)和待估计的量(如过渡电阻)作为故障假设里的未知参数,以故障后的实际波形和期望波形的差异度最小作为优化目标,在此基础上构建了包括离散和连续优化变量的混合优化模型,采用启发式优化算法——和声搜索算法来求解这一优化问题,并根据问题的特点对该算法进行了改进.算例表明,所提出的方法是正确的和有效的.

利用全波形匹配方法确定水力压裂诱发地震震源机制

准确确定水力压裂诱发地震的震源机制对于描述裂缝破裂类型以及工区地应力状态十分重要.本文采用全波形匹配的方法确定诱发地震震源机制解,在拟合波形的同时对实际数据P波初动极性和纵横波振幅比也进行匹配,并在此基础上发展了一种基于邻域算法分级优化确定震源机制解的新方法.新方法的优势在于它对解具有更强的约束,并且能够解决现有方法中存在的权值系数选择问题.合成数据测试结果表明新方法能够得到可靠的震源机制解.本文将该方法应用于国内某页岩气田水力压裂诱发地震监测数据,反演结果表明诱发地震的震源类型以走滑破裂为主,表明该地区的最大水平主应力大于垂直主应力.

动态波形匹配预测火山岩地层的横向变化

讨论一种根据3D 地震数据计算地层横向变化的方法——动态波形匹配方法．该方法利用动态规划算法对相邻地震道地震波形进行动态波形匹配并计算波形匹配费用．把波形匹配费用作为相邻地震道地震波形之间差异大小程度的度量．对大庆油田一块800 km^2的3D 地震数据的计算表明，动态波形匹配费用可以较好地度量相邻地震道地震波形之间的差异，表示地下地质体的横向变化，如断层、裂缝发育带和火山岩岩体等．

基于动态时间弯曲的轨道波形匹配方法

轨道平直度测量仪(简称平直尺)是轨道短波检测项目中非常重要的检测工具。由于平直尺测量范围有限,为了分析轨道短波的变化规律,需对所测波形进行匹配处理。首先对所测数据进行坐标转换,将待匹配数据统一在同一坐标系。传统匹配算法只能对坐标系内的曲线进行刚性的变换和匹配,无法解决不同坐标系下曲线的动态匹配问题。基于此提出了动态时间弯曲算法(DTW),通过对时间轴的弯曲和变形,找到最短弯曲路径,以及待匹配曲线间的单点对应关系,通过计算最短弯曲路径可衡量匹配的好坏。本文利用平直尺对标准铁轨进行实际测量,并将传统算法中常用的基于区域的匹配算法同动态时间弯曲法进行对比。实验结果表明,利用动态时间弯曲法可实现短波的动态匹配,匹配精度比传统匹配算法提高约10倍,匹配误差较小,稳定性较好。

用于提取局放脉冲的波形匹配识别方法初探

针对现场采集的局部放电信号中经常混杂白噪声和窄带周期干扰现象,本文首次提出使用Laplace小波按照波形匹配的原则来提取局部放电脉冲信号的方法。利用该小波波形与局部放电脉冲波形相吻合程度较好的特点,根据波形匹配的原则对含噪信号在一个由该小波构成的小波基函数空间中进行模式识别,进而去除噪声,提取局部放电脉冲信号。该方法不仅能够用于去噪,而且可以确定脉冲的放电主频率、衰减度、放电时刻及放电个数,从而为故障识别和定位奠定良好的基础。仿真和实验结果显示该算法具有良好的去噪性,同时可以获得更多的局放脉冲信息。

基于波形匹配端点延拓法优化的经验模态分解算法在铁路继电器参数降噪上的应用

针对铁路继电器参数的噪声问题,为提取其有效信息,该文建立一种基于改进波形匹配延拓法优化的经验模态分解(EMD)算法,利用自相关函数分离含噪信号,小波阈值去除噪声的混合降噪模型。首先根据继电器参数特点对波形匹配方法进行改进,重新定义匹配误差度公式,并引入匹配精度误差系数,采用改进波形匹配延拓法优化EMD分解过程产生的端点效应,得到有效的固有模态分量(IMF)和余项;然后求解其自相关函数,并根据自相关函数图像结合噪声信号特征分离出含噪分量;最后对含噪分量进行小波阈值去噪,去噪后与剩余分量和余项结合,得到重构后的参数序列。同时,提出利用结构相似性(SSIM)评价指标,结合信噪比(SNR)、方均误差(MSE)指数对模型可靠度评判。通过结果分析,并与EMD分解后重构和小波阈值去噪方法作对比,证明该模型可优化铁路继电器参数的降噪效果。

指纹图像帧序列拼接的波形匹配算法

为了获得完整的指纹图像,提出一种基于波形匹配的指纹图像帧序列拼接算法.该算法从每个图像帧的参考区域提取波形信息,通过计算波形相似度并引入逐步求精的拼接策略,分3个阶段获得拼接参数,确定图像帧之间的重叠和水平移位.实验结果表明,文中算法运算量小、运算速度快、占用系统资源少,特别适用于资源有限环境中的自动指纹识别系统.

一种基于波形匹配的目标检测和识别方法

基于对目标回波信号的波形匹配 ,提出了一种新的目标检测和识别的方法。该方法不需要进行特征提取 ,而是直接利用目标回波进行匹配处理来同时检测和识别目标。这种方法也可用于隐身目标的检测和识别。

波形匹配技术在测试性仿真验证中的应用

测试性仿真验证方法是在电路EDA仿真分析和故障仿真注入的基础上提出来的,目的是弥补装备测试性实际验证实验中存在的不足,更加全面地分析验证装备的测试性水平;在仿真实验中,注入故障后各个测试点出现的故障现象分析,对测试性分析有重要的意义;因此提出将波形匹配技术运用于测试性仿真验证中,通过对仿真波形的分析获取测试点的故障信息,将小波变换和不变矩理论相结合提取仿真波形的特征,然后运用ReliefF算法优选出具有代表性的小波矩,最后将测试波形与标准仿真波形进行匹配识别,判断出测试点故障信息,识别率达到90%以上。

波形匹配对无刷直流电动机性能的影响

阐述当气隙磁场为正弦分布和定子绕组电流为准方波时,在永磁无刷直流电动机机械特性的高速段引起的非线性,并对此非线性进行了理论计算。经一台15W三相三状态稀土永磁无刷直流电动机的试验,证明了计算结果的正确性。文中还计算了永磁无刷直流电动机的空载转速和绕组导通角的关系,并提出了机械特性高速段非线性的改善措施。

利用波形匹配实现卫星激光测高脚点精确定位的方法

激光测高仪分米量级的绝对高程精度可以满足地面高程控制点的需求,但其十几米甚至几十米的平面偏移使得其激光脚点仅能在平坦地表区域作为高程控制点使用。通过推导激光回波模型建立回波模型仿真器,综合考虑激光能量时空分布、地表轮廓、地表反射率等器件和目标参数的影响,对没有考虑地表反射率影响的现有波形匹配方法进行改进;进而,使用机载LiDAR点云数据和GLAS波形、能量数据,以仿真波形和真实波形相关系数最大原则进行波形匹配,寻找GLAS激光脚点中心坐标的精确位置。结果表明:在GLAS系统接收能量正常的工作周期内,波形匹配的平均相关系数大于0.9,通过波形匹配提高GLAS激光脚点的平面精度,能够实现约2 m的平面定位精度。研究方法能解决复杂地表条件下的激光高程控制点获取问题。

基于爬山法快速波形匹配的高频电源过程控制

提出了基于波形匹配的方法预测一次电流过零点,来提高高频电源输出功率。然而直接使用归一化互相关算法计算量大,速度慢。为了提高匹配速度,本文采用爬山法启发式搜索策略,实现了非遍历性搜索,并能快速找到最优匹配点。实验结果表明,爬山搜索算法性能优越,用于高频电源过程控制中是可行的,且具有快速性和较高的准确性,相比直接互相关算法,速度提高了一个数量级左右。

基于波形匹配的高分七号星载激光测高仪山地区域脚点定位方法研究

提出了一种基于波形匹配的激光脚点定位方法,该方法以机载激光雷达点云数据作为参考,通过对观测弧段内激光脚点的单点波形匹配和系列脚点相关系数联合处理的方式,精确计算激光指向和距离信息,实现了对高分七号卫星激光脚点在起伏山区的精确定位。使用美国犹他州山地区域的机载激光雷达点云作为当地实测现场数据,对基于论文方法高分七号星载激光测高仪的精确定位数据进行了实验验证。在平均坡度达到20°的犹他州实验区域,观测弧段内高分七号激光脚点高程精度从精确定位前的(2.45±2.93)m提升至(0.27±0.61)m。试验结果表明,该方法可以有效提升高分七号星载激光测高仪观测成果在起伏山区的精度。

波形匹配法识别罗兰-C信号周期

提出一种新的周期识别算法,以满足数字化罗兰-C接收机软件实现的需要。借助MATLAB工具模拟天波干扰下的罗兰-C信号,对算法进行了有效性验证。该算法通过比较接收到的罗兰-C采样脉冲与模板信号的相似程度来识别第三周过零点。仿真结果表明:在一定的信噪比条件下,该方法初步实现了罗兰-C信号周期识别的数字化,具有一定的实用性。

基于绝对值差的归一化波形匹配混合算法

基于归一化的波形匹配算法运用十分广泛,但缺点是运算量大。为此提出一种基于绝对值差的归一化混合算法。该算法先将原始波形分解成三层,在每一层分别采用改良的绝对值差法、改良的序列相似性法、归一化互相关法进行匹配,最终实现精确匹配。实验表明,这种混合算法比归一化互相关法在波形匹配速度上有了大幅度的提高。

基于互近似熵的电压暂降波形匹配方法

随着越来越多电压暂降敏感设备接入电网,因电压暂降干扰带来的直接及间接经济损失日趋严重,这对供电质量提出了更高要求,准确识别暂降源是治理电压暂降问题中必不可少的步骤。文中分析了各类短路故障引起的电压暂降类型及其经变压器传变后暂降波形的变化情况,并根据理论分析建立各类暂降的标准样本波形。提出了一种基于互近似熵原理的电压暂降源辨识方法,通过计算实测波形与样本波形之间的互近似熵,直接进行相似度匹配,实现故障暂降类别的准确识别,并利用电网实测数据对该方法进行验证。结果表明该方法与实际工程相贴合,具有很强的实用性。

基于放电脉冲波形匹配的局部放电类型识别

针对局部放电类型识别中不易全面提取特征等问题,提出将采集到的局部放电脉冲信息与经典的局部放电类型信息直接进行波形相识度匹配的方法,该方法只需通过表征波形相似性的互近似熵值便可识别出局部放电类型。首先讨论不同局部放电类脉冲所具有的不同分布特点和样式,归纳分析五种典型局部放电的脉冲波形。具体研究基于互近似熵进行局部放电信号识别的原理方法、识别系统和实现流程。实验结果证实了基于互近似熵的局部放电识别方法的准确性和高效性。