[发明专利]一种多参数优化的弱暂态零序电流故障特征提取方法

权利要求书

1.一种多参数优化的弱暂态零序电流故障特征提取方法，其特征在于，包括：

步骤S1：设定双稳态系统中的势函数参数a、b和四阶龙格-库塔算法求解双稳态系统时的数值计算步长h为优化对象，其中，双稳态系统X的表达式为：

X＝dx/dt＝-dV(x)/dx+s(t)+Γ(t)

式中：dx/dt为双稳态系统的输出信号，V(x)为势函数，V(x)＝-ax²/2+bx⁴/4；a和b为势函数参数；s(t)代表无噪声的暂态零序电流，Γ(t)代表噪声信号，t为时间，x为布朗粒子运动的速度；

步骤S2：采用遗传算法对双稳态系统X的表达式中势函数参数a、b和四阶龙格-库塔算法求解双稳态系统时的数值计算步长h进行优化，输出最优化参数a_J、b_J和h_J，具体包括以下步骤：

201：设定遗传算法的参数，具体包括：种群规模N为55、交叉概率P_J为0.39、变异概率P_B为0.18、优化对象a的搜索范围为[-10,10]、优化对象b的搜索范围为[0,10]、优化对象h的搜索范围为[0.0001,0.0219]以及最大进化次数G_max为90，同时设定理想暂态零序电流i_z(t)，i_z(t)中加入强噪声得到带有强噪声的暂态零序电流i_zg(t)；

202：初始化种群，随机产生N个个体，其中，每个个体j对应一组优化对象组[a_j,b_j,h_j]，每组优化对象组对应一个双稳态系统X_j；

203：将i_zg(t)替换每个双稳态系统X_j的表达式中的s(t)+Γ(t)，按个体编号顺序，依次对所有的X_j进行四阶龙格-库塔算法求解，求解双稳态系统时的计算步长记为h_j，求解得到每个双稳态系统X_j的输出信号i_sj(t)，i_sj(t)作为初始电流；

204：获取i_sj(t)与i_z(t)之间的互相关系数ρ_sj，并将ρ_sj的值作为个体适应度，互相关系数ρ_sj计算公式为：

ρsj=Cov(iz(t),isj(t))D(iz(t))D(isj(t))]]>

其中，Cov(i_z(t),i_sj(t))为协方差，E为数学期望，D为方差；

205：根据个体适应度、交叉概率P_J和变异概率P_B依次对N个个体进行选择操作、交叉操作和变异操作，完成一次的进化；

206：判断进化次数是否达到90次，若是，则进化停止，执行步骤207，若否，则返回步骤205；

207：将ρ_sj数值最大的个体作为最优化个体J，J所对应的双稳态系统为最优化双稳态系统X_J，提取X_J的势函数参数a_J、b_J和求解X_J时的数值计算步长h_J，a_J、b_J和h_J即为最优化参数；

208：根据a_J、b_J和h_J，利用变尺度方式下的双稳态系统对i_zg(t)进行特征提取，得到变尺度方式下的双稳态系统的输出信号i_z′(t)，获取i_z′(t)与i_z(t)之间的互相关系数ρ_z′z，判断ρ_z′z是否大于0.92，若是，则执行步骤S3，若否，则跳转步骤201；

步骤S3：在最优化参数条件下，利用变尺度方式下的双稳态系统对噪声背景下的暂态零序电流进行特征提取，得到变尺度方式下的双稳态系统的输出信号i_c(t)，i_c(t)即为微弱暂态零序电流故障特征提取的特征电流。

2.根据权利要求1所述的一种多参数优化的弱暂态零序电流故障特征提取方法，其特征在于，所述步骤201中的强噪声的噪声强度取值为30db～500db。