[发明专利]一种电流温度故障指示装置及控制方法

权利要求书

1.一种电流温度故障指示装置的控制方法，其特征在于，所述电流温度故障指示装置的控制方法包括：

通过接入的相序传感器进行温度、电流、短路判断分析；电流分析中，相序传感器在方波信号作用下，分析一个周期T电流环PID参数；分析时将方波信号一个周期分为高电平区间[0,T/2]、低电平区间[T/2,T]；电流方波信号函数用e(t)表示，高电平区间电流响应函数用e₁(t)表示，低电平区间电流响应函数用e₂(t)表示；

单片机对相序传感器分析的电流利用ITAE整定准则进行电流整定，表达式为t表示时间，|e(t)|表示实际输出与期望输出的偏差值绝对值，ITAE准则控制系统瞬态响应振荡性小，对系统参数具有良好的选择性；对于伺服系统，通过ADC采样得到反馈相电流，然后进行坐标变换得到电流环跟踪响应电流；

单片机对相序传感器分析的电流进行整定中，还需对P值进行整定，初值P(0)对应ITAE指标为E(0)；P(i)对应ITAE指标为E(i)；i∈[1,∞)，i∈n；

按照粒子群优化算法对P值进行动态赋值，变量P(i)值所对应的适应度函数用f_i表示，当f_i<2％时，此时得到最优伺服整定P(i)值，粒子群优化算法公式如下：

x(t+1)＝wx(t)+c₁r₁(p_best-x(t))+c₂r₂(g_best-x(t))；

w＝(w_max-w_min)×exp(-β(t/T_max)²)+w_min；

式中w为惯性权重，初始值取0.8，c₁、c₂为常数2，r₁、r₂为分布于[0,1]范围内的随机数，p_best为粒子本身找到的最优解，全局极值g_best为整个粒子群当前最优解；式中β取值由经验决定，为β∈[15,20]；

短路判断分析中，参与合作感知的节点开始进行周期为τ_s的频谱检测过程，获得正常电流值频谱资源的特征；

正常感知节点和恶意感知节点通过正交的公共控制信道向单片机进行感知信息的汇报；

单片机对收集到的感知信息进行数据融合，并依据恶意节点的恶意攻击模式计算全局的虚警概率；

异常电流值与正常电流值共享频谱资源，如果检测到正常电流值处于闲状态，则将以大功率发射信号，否则将以小功率发射信号；

构建优化模型，确定有关发射功率和感知时间的约束条件，求解所建立的最优化问题，得到使得次级网络的吞吐量最大的合作感知的感知周期和异常电流值的信号发射功率；

重复循环，直至完成仿真实验多次，对每次得到的最优解取平均，以平均值作为频谱感知模型的感知参数；获得短路判断分析中的短路概率；

单片机对收集到的感知信息进行数据融合，并依据恶意节点的恶意攻击模式计算全局的虚警概率中，具体包括：

第一步，根据各个节点的信噪比γ_i为每一个参与合作感知的异常电流值CR_i,i＝1…k设计一个权重然后对收集得到的信号能量统计量U_i进行线性加权得到最终的信号能量的统计量

第二步，分析虚警恶意攻击模式对频谱感知造成的影响，得到全局虚警概率P_f和攻击概率p_a、攻击阈值η、攻击强度Δ之间的函数表达式如下：

其中：

相序传感器进行温度分析中，采用多进制数字相位调制MPSK调制方式，通过包含频偏的加性高斯白噪声AWGN信道；在相序传感器的射频端完全理想、突发前后温度噪声数值信息不变的条件下，接收的MPSK信号r_k表示为：

式中，A为信号幅度，在一个突发帧内为未知常数；f_o为载波频偏，在一个突发帧内为未知常数；T_s为采样周期，f_oT_s为归一化的载波频率偏移；a_n为QPSK调制数据；θ₀为相偏，在一个突发帧内为未知常数；g发送脉冲与接收匹配滤波器脉冲函数的乘积；n_k为复高斯白噪声，服从N(0,σ²)分布；ε＝0时定时完全同步，否则定时未同步；k为时间序号，N为过采样倍数；r_k有10dB的动态范围；所述低信噪比短前导突发信号的解调方法主要任务是从r_k中恢复出发送数据；

通过零序传感器引出到箱体，进行电流测量、零序故障判断的分析；

故障发生时通过相序传感器判断出故障原因和故障部位，由单片机存储并通过指示灯发出故障指示；

同时通过无线发射器将信息传输到电力监控处的连接终端及时将警报发出；并通过USB接口将故障信息提取出来进行统计，通过显示屏进行显示。