[发明专利]基于AR模型和小波变换的核电站松动件定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于估计核电站中松动部件的跌落位置的定位 方法。

技术背景

核电站中由于腐蚀、折旧、摩擦而松动甚至跌落的金属部件，还 有在系统测试、补给燃料、大修阶段从外界进入系统的金属碎片，都 会使得系统运行的稳定性和可靠性降低。松动件定位作为松动件监测 系统的重要组成部分，准确检测出松动件跌落的位置，进而将其取出， 对于核电站的稳定性和安全性有很大的帮助。

现有的松动件定位方法相关文献有：

[1]Yong Beum Kim，Seon Jae Kim，Hae Dong Chung，Youn Won Park， Jin Ho Park·A Study on Technique to Estimate Impact Location of Loose Part Using Wigner-Ville Distribution[J]·Progress in Nuclear Energy，2003，43(1-4)：261-266.一种基于魏格纳-威利分布的松动 件冲击位置的估计方法研究，提出了对信号进行魏格纳-威利变 换，获取时频图，进而获取松动件跌落位置。该方法准确性高， 但计算比较繁杂，且计算量很大。对于每个信号的时频域线都是 不一样的，而且都需手工来绘制，不利于实现自动化。

[2]Seong-Nam Jeong，Kyoung-Hang Woo，Eoun-Taeg Hwang，Won-Ho Choi·A Study on the Estimation Method of Impact Position Using the Frequency Analysis[J]·Strategic Technology.The 1st International Forum on，2006：392-395.一种基于频率分析的冲击位置估计方法 研究，提出了一种基于频谱的松动件定位方法。该方法准确性高， 稳定性也比较高，但前期需要建立起比较完善的数据库，工作量 大。

[3]Gee Yong Park，Se Woo Cheon，Cheol Kwon Lee，Kee Choon Kwon· An Estimation Method for Impact Location of Loose Parts[J]· Progress in Nuclear Energy，2005，48(2006)：360-370.一种松动件冲 击位置的估计方法，提出了一种基于信号包络线的确定冲击信号 到达传感器的起始时间的方法，但是现场试验数据的分析结果很 不理想。

发明内容

为克服现有技术的工作量大，无法实现自动化，现场试验数据的 分析结果不理想，松动件跌落位置定位不准确的缺点，本发明提供了 一种工作量小，可经计算机自动计算、以实现自动化，松动件跌落位 置定位准确的基于AR模型和小波变换的核电站松动件定位方法。

基于AR模型和小波变换的核电站松动件定位方法，包括以下步 骤：

1、数据采集卡采集加速度传感器获取的信号s(t_i)，信号s(t_i)由 松动件跌落时的冲击信号x(t_i)和环境噪声a(t_i)组成；

2、采用移动均值法消除信号s(t_i)中的低频噪声，获得初步信 号y(t_i)，判断信号的幅值，取信号s(t_i)幅值突然变大前的一段信号(长 度为0.1s)作为经过均值滤波的背景噪声a′(t_i)。；

3、对经过均值滤波的背景噪声a′(t_i)进行AR建模，然后使用 该AR模型把初步信号y(t_i)中包含的环境噪声转换成容易识别的白噪 声，获取包含白噪声和冲击信号的残差信号e(t_i)；

4、将残差信号e(t_i)进行小波非线性阈值去噪，消除白噪声以 获得纯净的冲击信号；

5、对步骤4)中获取的纯净的冲击信号采用时域均方差法进 行分析，确定信号的起振点；

6、根据起振点，采用双曲线交汇法获得松动件的跌落位置。