[发明专利]基于支持向量机和多体动力学仿真的高压断路器识别方法

权利要求书

1.基于支持向量机和多体动力学仿真的高压断路器识别方法，其特征在于：包括以下步骤，

建立高压断路器的三维模型，通过多体动力学仿真得到三维模型的机械特性波形，并通过将仿真结果与试验测试数据进行对比，校准并验证三维模型；

通过改变三维模型的尺寸、材料、特性参数，基于多体动力学仿真模拟高压断路器的各种故障，得到对应的各种机械特性波形；所述各种故障为通过改变高压断路器内分合闸弹簧的预压缩量或刚度系数来模拟分合闸弹簧疲劳；通过改变高压断路器内油缓冲器的阻尼系数来模拟油缓冲器失效；通过改变高压断路器内棘轮位置来模拟储能不到位；

对各种故障对应的机械特性波形进行波形截取、数学形态学滤波、特征提取处理，得到特征向量样本集；

基于支持向量机及其一对多分类方法，训练分类器，并计算各分类的可信度；

将实测的未知故障特征向量输入到训练的支持向量机，进行故障类型识别，实现高压断路器机械故障分类，并完成自学习。

2.根据权利要求1所述的基于支持向量机和多体动力学仿真的高压断路器识别方法，其特征在于：建立高压断路器的三维模型的过程，包括以下步骤，

(1)通过三维造型软件绘制高压断路器的主回路以及操动机构各零部件；

(2)按照高压断路器的实际工作情况进行装配。

3.根据权利要求1所述的基于支持向量机和多体动力学仿真的高压断路器识别方法，其特征在于：通过多体动力学仿真得到三维模型的机械特性波形，并通过将仿真结果与试验测试数据进行对比，校准并验证三维模型，包括以下步骤，

(1)采用多体动力学分析软件对三维模型进行仿真计算，根据设备实际情况对三维模型添加各类运动副，定义分合闸弹簧、油缓冲器特性参数，并对三维模型所有零部件添加密度参数，得到正常状态下的高压断路器机械特性仿真结果；

(2)通过将正常状态下的高压断路器机械特性仿真结果与对实际高压断路器的试验测试数据进行对比，校准三维模型的仿真参数。

4.根据权利要求1所述的基于支持向量机和多体动力学仿真的高压断路器识别方法，其特征在于：依次通过改变高压断路器内分闸弹簧、合闸弹簧的预压缩量、刚度系数来分别模拟分、合闸弹簧疲劳；通过改变高压断路器内油缓冲器的阻尼系数来模拟油缓冲器失效；通过改变高压断路器内棘轮位置来模拟储能不到位；对于上述的各模拟状态，设置仿真参数时均给与1％的波动值，用于模拟同一种模拟状态下不同组数据的分散性。

5.根据权利要求1所述的基于支持向量机和多体动力学仿真的高压断路器识别方法，其特征在于：对各种故障对应的机械特性波形进行波形截取、数学形态学滤波、特征提取处理，得到特征向量样本集，包括以下步骤，

(1)对高压断路器触头的行程曲线进行截取，减小数据量，以第一个行程不为零的点为起始标志，以行程保持在199.5～200.5mm之间，且达到20个数据点为结束标志进行波形截取；

(2)采用数学形态学方法对触头的行程曲线进行滤波处理，即依次对待处理的机械特性波形进行开闭运算和闭开运算，并将开闭运算和闭开运算处理的结果求平均值，为保证后续极大值获取的准确性，对求取平均值的曲线进行插值处理；

(3)对做差值处理后的机械特性波形进行特征提取，取其最大值及其对应的横纵坐标作为二维特征向量，从而形成特征向量样本集。