[发明专利]一种高压断路器基座螺丝松动故障检测方法

权利要求书

1.一种高压断路器基座螺丝松动故障检测方法，包括以下步骤：

S1.在高压断路器中安装震动传感器A1和震动传感器B1；利用A1和B1收集高压断路器正常运行状态并执行打开动作时的震动数据，形成震动数据集VSet；输入参考窗口变量VWindowsSize；获取数据条目数变量NumRows；

S101，在高压断路器中安装震动传感器A1和震动传感器B1， A1可以安装在高压断路器的任意位置，B1可以安装在高压断路器的任意位置但需要保证距离A1直线距离在15厘米以上；震动传感器的采集频率为800Hz；

S102，利用A1和B1收集高压断路器正常运行状态并执行打开动作时的数据，形成震动数据集VSet；VSet为包含二个字段的数据表，字段包括：

FieldA1：震动传感器A1获取的数据，为一个800个元素的数组；

FieldB1：震动传感器B1获取的数据，为一个800个元素的数组；

S103，输入参考窗口变量VWindowsSize， VWindowsSize的默认值为5；

S104，数据条目数变量NumRows=VSet的数据条目数；

S105，本步骤处理过程结束；

S2. 建立分段振动值抽取算子FDExc， 该算子的输入包括分段振动数组FDExcInputArray，计算起始位置FDExcStart，计算终止位置FDExcEnd；分段振动值抽取算子输出变量为FDExcOutput；

S201，建立分段振动值抽取算子FDExc， 该算子的输入包括分段振动数组FDExcInputArray，计算起始位置FDExcStart，计算终止位置FDExcEnd；

S202，分段振动值抽取算子暂存数组FDExcArray=取出FDExcInputArray数组中以FDExcStart位置为起点并以FDExcEnd为终点的所有元素；

S203， 分段振动值抽取算子最大位置FDExcMaxPos=在FDExcArray中值最大值元素所处的位置；

S204，分段振动值抽取算子输出变量FDExcOutput=建立5个元素的数组，元素初始值为0；

S205，分段振动值抽取算子计数器FDExcCounter=1；

S206，计算分段振动值抽取算子暂存起始位置值：

FDExcTempStart=FDExcMaxPos+(FDExcCounter-1)×VWindowsSize；

S207，计算分段振动值抽取算子暂存终止位置值：

FDExcTempEnd=FDExcTempStart+VWindowsSize；

S208，分段振动值抽取算子循环暂存数组FDExcItTemp=取出FDExcArray中以FDExcTempStart位置为起始并以FDExcTempEnd为终止的所有元素； S209，FDExcItTemp=ABS(FDExcItTemp)， 其中ABS为绝对值函数；

S210，FDExcOutput[FDExcCounter]=计算FDExcItTemp的均值；

S211，FDExcCounter=FDExcCounter+1；

S212，如果FDExcCounter大于5则转到S213，否则转到S206；

S213，将FDExcOutput作为算子计算机结果输出；

S3， 建立加权分段震动差异算子FDDiff， FDDiff的输入为加权分段震动差异算子第一输入数组FDDiffArray1和加权分段震动差异算子第二输入数组FDDiffArray2，输出为加权分段震动差异结果变量FDDiffResult；

S301，建立加权分段震动差异算子FDDiff， FDDiff的输入为加权分段震动差异算子第一输入数组FDDiffArray1和加权分段震动差异算子第二输入数组FDDiffArray2；

S302，建立加权分段震动差异结果变量FDDiffResult=建立15个元素的数组，元素初始值为0；

S303，建立分段震动差异第一暂存变量FDDiffTemp1=0；建立分段震动差异第二暂存变量FDDiffTemp2=0；

S304，计算FDDiffTemp1=利用FDExc进行计算，FDExc算子的FDExcInputArray=FDDiffArray1，FDExcStart=1，FDExcEnd=150；FDExc的计算结果FDExcOutput返回给FDDiffTemp1；

S305，计算FDDiffTemp2=利用FDExc进行计算，FDExc算子的FDExcInputArray=FDDiffArray2，FDExcStart=1，FDExcEnd=150；FDExc的计算结果FDExcOutput返回给FDDiffTemp2；

S306，设置FDDiffResult第1至5元素的值=TANH(FDDiffTemp1-FDDiffTemp2)×2.5，其中TANH为双曲正切函数；

S307，计算FDDiffTemp1=利用FDExc进行计算，FDExc算子的FDExcInputArray=FDDiffArray1，FDExcStart=151，FDExcEnd=570；FDExc的计算结果FDExcOutput返回给FDDiffTemp1；

S308，计算FDDiffTemp2=利用FDExc进行计算，FDExc算子的FDExcInputArray=FDDiffArray2，FDExcStart=151，FDExcEnd=570；FDExc的计算结果FDExcOutput返回给FDDiffTemp2；

S309，设置FDDiffResult第6至10元素的值=TANH(FDDiffTemp1-FDDiffTemp2)×1.2，其中TANH为双曲正切函数；

S310，计算FDDiffTemp1=利用FDExc进行计算，FDExc算子的FDExcInputArray=FDDiffArray1，FDExcStart=571，FDExcEnd=800；FDExc的计算结果FDExcOutput返回给FDDiffTemp1；

S311，计算FDDiffTemp2=利用FDExc进行计算，FDExc算子的FDExcInputArray=FDDiffArray2，FDExcStart=571，FDExcEnd=800；FDExc的计算结果FDExcOutput返回给FDDiffTemp2；

S312，设置FDDiffResult第11至15元素的值=TANH(FDDiffTemp1-FDDiffTemp2)×0.5，其中TANH为双曲正切函数；

S313，将FDDiffResult作为算子计算结果输出；

S4，基于加权分段震动差异算子FDDiff对VSet进行处理，获取震动差异中心矢量CenterVector，获取震动差异最大值变量MaxD；

S401，建立震动差异暂存列表DiffListTemp=空的列表；

S402，处理计数器ProcessCounter=1；

S403，建立当前差异暂存矢量DiffTempVector=利用FDDiff进行计算，算子输入FDDiffArray1=VSet[ProcessCounter]的FieldA1字段的值；

FDDiffArray2=VSet[ProcessCounter]的FieldA2字段的值; FDDiff的计算结果FDDiffResult返回给DiffTempVector；

S404，将DiffTempVector加入到DiffListTemp之中；

S405，ProcessCounter=ProcessCounter+1；

S406，如果ProcessCounter大于NumRows则转到S407，否则转到S403；

S407，建立震动差异中心矢量CenterVector=DiffListTemp的所有矢量的均值；

S408，ProcessCounter=1；建立震动差异最大值变量MaxD=0；

S409，处理暂存距离值

TempD=norm1(DiffListTemp[ProcessCounter]-CenterVector)， 其中norm1为计算矢量的1-范数；

S410，如果TempDMaxD则MaxD=TempD；

S411，ProcessCounter=ProcessCounter+1；

S412，如果ProcessCounter大于NumRows则转到S413，否则转向S409；

S413，本步骤处理过程结束；

S5，在高压断路器执行打开动作时，利用A1获取震动数据PredArray1，利用B1获取震动数据PredArray2；利用加权分段震动差异算子FDDiff，震动差异中心矢量CenterVector和震动差异最大值变量MaxD对是否出现基座螺丝松动故障进行判断；

S501，在高压断路器执行打开动作时，利用A1获取震动数据PredArray1，利用B1获取震动数据PredArray2；

S502，判定暂存矢量PredTempVector=利用FDDiff进行计算，算子输入FDDiffArray1=PredArray1， FDDiffArray2= PredArray2; FDDiff的计算结果FDDiffResult返回给PredTempVector；

S503，判断暂存距离PredTempD=norm1(PredTempVector-CenterVector)， 其中norm1为计算矢量的1-范数；

S504，如果PredTempD大于MaxD则转到S505，否则转到S506；

S505，输出存在基座螺丝松动故障，转到S507；

S506，输出不存在基座螺丝松动故障；

S507，本步骤处理过程结束。