一种电机直驱操动机构行程曲线规划方法

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作者 王潇 吴旭升 肖曦 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期9-16,共8页

电机直驱操动机构过控制电机按照行程曲线运行,直接驱动高压开关实现分合闸动作。针对电机直驱操动机构行程曲线缺乏系统性规划方法,无法与机构运行特性相匹配,规划、验证及优化周期长,可移植性差等问题,结合多项式模型与负载特性模型... 电机直驱操动机构过控制电机按照行程曲线运行,直接驱动高压开关实现分合闸动作。针对电机直驱操动机构行程曲线缺乏系统性规划方法,无法与机构运行特性相匹配,规划、验证及优化周期长,可移植性差等问题,结合多项式模型与负载特性模型提出一种电机直驱操动机构行程曲线规划方法。根据运动学和动力学分析,建立电机直驱操动机构负载特性数学模型。利用多项式模型生成行程曲线簇,并结合电机直驱操动机构及高压开关特性建立多目标优化算法,筛选出最佳行程曲线。仿真和实验结果表明,所提方案可以实现电机直驱操动机构及高压开关的稳定、可靠运行,与传统的行程曲线规划方法相比,可以实现10.3%的能耗优化,能够进一步提升控制系统整体功率密度。 展开更多

关键词 高压开关 操动机构 电机 行程曲线 曲线规划 多项式模型

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基于行程曲线的高压断路器典型故障特征参数提取 被引量：13

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作者 刑锋 钟声 +4 位作者 梁胜乐 杨杰 豆龙江 万书亭 李少鹏 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第4期56-62,90,共8页

针对高压断路器振动信号提取特征参数物理意义模糊的问题,提出了一种基于行程曲线的高压断路器故障特征参数提取新方法。首先,利用ADAMS构建了高压断路器的弹簧操作机构的多体动力学模型;然后,对高压断路器典型故障进行了仿真分析,得出... 针对高压断路器振动信号提取特征参数物理意义模糊的问题,提出了一种基于行程曲线的高压断路器故障特征参数提取新方法。首先,利用ADAMS构建了高压断路器的弹簧操作机构的多体动力学模型;然后,对高压断路器典型故障进行了仿真分析,得出典型故障下高压断路器行程曲线的变化规律;最后,采用高压断路器动特性分析仪对断路器进行实验测试,验证了仿真分析结果的可靠性。通过仿真分析和实验研究得出,高压断路器典型故障下合闸时间和动触头的跳动情况都有所变化,且变化规律不同,以此作为特征参数可以识别高压断路器的故障类型。研究为高压断路器的故障诊断与识别提供了理论支撑和参考,所提出的仿真方法可以拓展到其他类型的高压断路器中。 展开更多

关键词 高压断路器 弹簧操作机构 ADAMS 故障特征 行程曲线

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基于合闸行程曲线的12 kV真空断路器合闸速度在线监测研究 被引量：11

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作者 白云飞 王代远 +2 位作者 朱庆洋 樊磊 吴立平 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期59-65,76,共8页

合闸速度是真空断路器机械特性的重要参数,对其进行在线监测难度较大。针对这一问题,提出基于其合闸行程曲线的合闸速度计算思路。首先对12 kV真空断路器的合闸速度离线测量试验进行了设计,取得合闸行程曲线数据;然后提出了两种仅依赖... 合闸速度是真空断路器机械特性的重要参数,对其进行在线监测难度较大。针对这一问题,提出基于其合闸行程曲线的合闸速度计算思路。首先对12 kV真空断路器的合闸速度离线测量试验进行了设计,取得合闸行程曲线数据;然后提出了两种仅依赖行程曲线的合闸速度计算方法。第一种方法采用最小二乘法对合闸行程曲线进行分段拟合,无需获取刚合点信息直接计算;第二种方法根据合闸过程中触头运动规律利用B-spline函数对行程曲线进行拟合,找出刚合点计算合闸速度。两种方法中,B-spline拟合所得的结果准确度高,而最小二乘法拟合计算所消耗资源较少。所提的方法方便、准确率较高,并可根据实际工程情况选择,为研究真空断路器在线监测提供了新的思路。 展开更多

关键词 真空断路器 合闸行程曲线 刚合点 最小二乘法 B-spline函数

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基于行程信息的断路器弹簧故障程度诊断 被引量：14

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作者 李德阁 武建文 +3 位作者 马速良 冯英 杨景刚 赵科 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期20-27,共8页

断路器长时间运行,分合闸弹簧产生不同程度的疲劳,在电力系统发生故障时,若无法及时开断线路、切断故障,可能产生重大事故。为了检测出高压断路器分合闸弹簧的故障类型,量化断路器弹簧故障程度,判定断路器能否继续使用,文中分析了断路... 断路器长时间运行,分合闸弹簧产生不同程度的疲劳,在电力系统发生故障时,若无法及时开断线路、切断故障,可能产生重大事故。为了检测出高压断路器分合闸弹簧的故障类型,量化断路器弹簧故障程度,判定断路器能否继续使用,文中分析了断路器行程信号蕴含的机械振动信号,提出一种行程信号的处理方法,将行程信号进行处理得到速度、波动分布标准方差,形成特征向量P=[v,σ],运用串行决策支持向量机(support vector machine,SVM)可对弹簧故障进行分类,并定义以弹簧变化量为自变量、分布标准方差的拟合函数,以量化表征弹簧故障程度的诊断。结果表明,该方法可以有效诊断高压断路器弹簧故障,且基于波动标准方差的拟合函数可以充分判断弹簧所处状态,对预防断路器故障具有实际意义。 展开更多

关键词 断路器 弹簧故障程度 行程特性曲线 速度 标准方差 支持向量机

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真空断路器弹簧操动机构的优化 被引量：5

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作者 于宁 曾建斌 +2 位作者 游一民 施政前 王永鑫 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期25-31,共7页

真空断路器触头弹簧压力增大会导致断路器无法可靠合闸,四连杆结构在一定程度上会影响机构的出力特性和机械效益,进而影响断路器合闸的可靠与稳定。文中分析了真空断路器的动作原理,建立弹簧操动机构的数学模型;对机构中的凸轮轮廓、传... 真空断路器触头弹簧压力增大会导致断路器无法可靠合闸,四连杆结构在一定程度上会影响机构的出力特性和机械效益,进而影响断路器合闸的可靠与稳定。文中分析了真空断路器的动作原理,建立弹簧操动机构的数学模型;对机构中的凸轮轮廓、传动拐臂的角度和尺寸、连板与合闸滚子的尺寸参数进行优化,建立弹簧操动机构的仿真模型。动力学仿真表明,优化后的触头弹簧压力增大了58%(从1 700 N提升到2 686 N),仍能保证断路器操动机构可靠合闸。试验结果显示,触头弹簧压力为2 500 N时断路器触头能够可靠吸合,平均合闸速度降至0.68 m/s,弹跳时间缩短了18.4%,整体优化后的方案满足设计要求并具有良好的可靠性与稳定性。 展开更多

关键词 真空断路器 弹簧操动机构 优化设计 ADAMS仿真 合闸行程曲线

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基于动态电阻测量的SF_6断路器触头烧蚀特性 被引量：29

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作者 蓝磊 陈功 +1 位作者 文习山 吴杨 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1731-1738,共8页

为研究SF_6断路器在开断过程的触头烧蚀特性,对被试断路器进行了开断30 k A短路电流的烧蚀试验,通过动态电阻测量得到了触头在不同烧蚀程度下的动态电阻–行程曲线,并从曲线中提取了触头状态参数。根据这些参数在触头电寿命过程的变化规... 为研究SF_6断路器在开断过程的触头烧蚀特性,对被试断路器进行了开断30 k A短路电流的烧蚀试验,通过动态电阻测量得到了触头在不同烧蚀程度下的动态电阻–行程曲线,并从曲线中提取了触头状态参数。根据这些参数在触头电寿命过程的变化规律,可以得到：1）动静触头运动存在最小有效接触行程,即14.2 mm;2）触头电阻值存在正常范围,主触头为50-150mW,弧触头为200-400mW;3）每次烧蚀试验中触头烧蚀量不变,为0.318 mm。根据以上结果,分析了断路器在开断电流过程中触头材料损失过程及其对断路器性能的影响,并计算出每次烧蚀试验中触头烧蚀量为0.268 mm,与测量值0.318 mm数量相当,最后初步得出了SF_6断路器触头电寿命的预测方法。 展开更多

关键词 SF6断路器 触头 烧蚀 动态电阻 动态电阻–行程曲线 状态参数 烧蚀机理 电寿命预测

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高压断路器操动机构典型故障模拟及其特征参量变化分析 被引量：19

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作者 刘建寅 刘亚南 +5 位作者 王常龄 常泽洲 都晨 蒋琛 严鹏志 孟国栋 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期7-13,共7页

高压断路器是确保电力系统稳定运行的重要设备,其分合闸线圈电流和动触头行程曲线两个参量中包含着线圈回路及其状态、断路器机构动作过程等丰富信息。文中设计并获取了线圈接触不良、操作电压过低、铁心行程变化、铁心卡涩和油压变化... 高压断路器是确保电力系统稳定运行的重要设备,其分合闸线圈电流和动触头行程曲线两个参量中包含着线圈回路及其状态、断路器机构动作过程等丰富信息。文中设计并获取了线圈接触不良、操作电压过低、铁心行程变化、铁心卡涩和油压变化等断路器操动机构常见故障的机械特性波形,获得了不同类型、不同程度故障下的上述特征参量随时间的变化趋势及可靠范围,可为断路器操动机构故障精确诊断提供重要依据。 展开更多

关键词 高压断路器 操动机构故障 分合闸线圈电流 行程曲线 特征参量

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126kV SF_6断路器触头状态诊断方法研究 被引量：7

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作者 毛文奇 陈功 +4 位作者 范敏 蓝磊 文习山 吴杨 鲁海亮 《水电能源科学》 北大核心 2015年第5期190-192,共3页

为有效诊断断路器弧触头状态,通过测量某试品126kV SF6断路器的动态电阻,得到动静触头之间的动态电阻—时间、动态电阻—行程曲线,通过曲线分析可知,分闸过程的动态电阻—行程曲线是诊断主弧触头状态的最佳曲线。从分闸过程的动态电阻... 为有效诊断断路器弧触头状态,通过测量某试品126kV SF6断路器的动态电阻,得到动静触头之间的动态电阻—时间、动态电阻—行程曲线,通过曲线分析可知,分闸过程的动态电阻—行程曲线是诊断主弧触头状态的最佳曲线。从分闸过程的动态电阻—行程曲线中提取主弧触头状态诊断参数,结果表明动态电阻—行程曲线可反映主触头与弧触头的真实长度与电阻值,是一种高压SF6断路器触头状态诊断的有效方法。 展开更多

关键词 SF6断路器 主触头 弧触头 动态电阻—时间曲线 动态电阻—行程曲线

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SF6高压断路器机械特性测试及其状态评价 被引量：13

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作者 刘建寅 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期173-180,共8页

SF6高压断路器是保障电网安全稳定运行的关键设备,机械特性测试是评估其机构运行状态的主要手段。文中从断路器在型号和结构方面的差异入手,系统地比较了各型断路器动作时间测量原理、速度参数定义算法、合闸电阻投入方式等方面的不同,... SF6高压断路器是保障电网安全稳定运行的关键设备,机械特性测试是评估其机构运行状态的主要手段。文中从断路器在型号和结构方面的差异入手,系统地比较了各型断路器动作时间测量原理、速度参数定义算法、合闸电阻投入方式等方面的不同,再辅以测试现场常用技巧,从而全面透析了机械特性测试工作的本质;基于国内外相应测试仪器的研发现状,探究了最优现场测试方案;最后通过梳理各型分析识别技术,解析了断路器机构运行状态智能评价方案的实际需要和研发路径。 展开更多

关键词 断路器 机械特性 行程曲线 线圈电流 状态评价

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等通道转角挤压加工中聚合物剪切塑性变形行为分析 被引量：1

10

作者 王婷兰 葛小言 +1 位作者 唐颂超 陈建定 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期22-25,33,共5页

结合挤压负荷-行程曲线,采用视塑性试验方法研究了聚丙烯在等通道转角挤压过程中的剪切塑性变形行为,并分析了屈服负荷随挤压工艺条件和聚合物种类而发生变化的情况。结果表明:剪切塑性变形发生在模具通道的相交面处;塑性变形响应由模... 结合挤压负荷-行程曲线,采用视塑性试验方法研究了聚丙烯在等通道转角挤压过程中的剪切塑性变形行为,并分析了屈服负荷随挤压工艺条件和聚合物种类而发生变化的情况。结果表明:剪切塑性变形发生在模具通道的相交面处;塑性变形响应由模具通道的内角处开始,向模具外角处扩展,形成完整剪切变形带后发生塑性屈服;聚丙烯的剪切屈服负荷随着挤压温度的升高而明显降低,而挤压速度对其影响不显著;不同聚合物抵抗剪切变形的能力也不同,其剪切屈服负荷因聚合物种类而异。 展开更多

关键词 等通道转角挤压 剪切变形 视塑性 挤压负荷-行程曲线 屈服负荷

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基于伺服驱动的压边力控制近似等误差法 被引量：1

11

作者 杨莉 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第6期151-156,共6页

针对正装模具结构的伺服驱动压边力控制系统,根据系统的六杆机构传动规律、压力机滑块运动曲线以及系统刚度特性等,建立了系统的输入与输出关系。对于给定的压边力与行程关系输出曲线,给出了采用逐点比较的近似等误差直线逼近方法,并设... 针对正装模具结构的伺服驱动压边力控制系统,根据系统的六杆机构传动规律、压力机滑块运动曲线以及系统刚度特性等,建立了系统的输入与输出关系。对于给定的压边力与行程关系输出曲线,给出了采用逐点比较的近似等误差直线逼近方法,并设计了计算流程图。以某轴对称拉深成形工艺为例,求出了压边力行程关系曲线的节点坐标,并根据输入输出关系得出对应的输入点坐标。这种方法可根据需要控制逼近精度,避免了非线性方程的复杂求解过程,计算简单、实用。 展开更多

关键词 伺服驱动 压边力控制 压边力行程曲线 近似等误差法

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聚丙烯等通道转角挤压加工中挤压载荷变化规律的实验研究

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作者 王婷兰 葛小言 +1 位作者 唐颂超 陈建定 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期73-77,共5页

对聚丙烯(PP)进行等通道转角挤压(ECAE)加工,利用电子万能试验机获得PP在不同挤压工艺参数下的挤压载荷-行程曲线,根据其宏观剪切变形情况,分析了在ECAE加工过程中挤压载荷的变化规律;并分析了挤压工艺参数对PP屈服载荷的影响。结果表明... 对聚丙烯(PP)进行等通道转角挤压(ECAE)加工,利用电子万能试验机获得PP在不同挤压工艺参数下的挤压载荷-行程曲线,根据其宏观剪切变形情况,分析了在ECAE加工过程中挤压载荷的变化规律;并分析了挤压工艺参数对PP屈服载荷的影响。结果表明:在ECAE加工中挤压载荷分为压缩弹性变形引起的载荷增加,形成塑性剪切带引起的载荷快速增加,持续的剪切塑性变形引起的载荷基本稳定3个阶段;在挤压工艺参数中挤压温度对挤压载荷-行程曲线影响显著,在同一挤压速度下,屈服载荷随着挤压温度的升高而显著降低。 展开更多

关键词 等通道转角挤压 剪切变形 聚丙烯 挤压载荷-行程曲线 屈服负荷

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基于有限体积模拟的模锻优化设计

13

作者 刘德学 秦小琼 +1 位作者 李俊琛 任淮辉 《燕山大学学报》 CAS 2009年第3期224-227,共4页

在锻造等金属大变形的工艺设计中,相关参数的确定很大程度上依赖于经验公式,而有限元法在金属大变形过程数值模拟中有明显的局限性,且模拟结果难以验证。本文基于有限体积法模拟了一典型开式模锻过程,并在通用经验值允许的范围内,根据... 在锻造等金属大变形的工艺设计中,相关参数的确定很大程度上依赖于经验公式,而有限元法在金属大变形过程数值模拟中有明显的局限性,且模拟结果难以验证。本文基于有限体积法模拟了一典型开式模锻过程,并在通用经验值允许的范围内,根据模拟结果调整工艺设计中的参数设置,有效避免了一种锻件常见缺陷。通过分析变形过程特定时段的变形区形状、分流面的变化及变形力分布曲线,结合相关塑性理论验证了模拟结果的正确性,实现了工艺优化设计。研究证明理论预测与数值模拟相"拟合"的方法可以代替实验用于指导生产实践。 展开更多

关键词 开式模锻 有限体积法 变形区 分流面 力-行程曲线

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基于自适应神经模糊推理系统的高压断路器操作机构状态评估 被引量：23

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作者 赵莉华 付荣荣 +1 位作者 荣强 张浩 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2007-2015,共9页

为准确评估高压断路器操作机构的运行状态,提出了一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的高压断路器操作机构状态评估方法。在测试分析大量高压断路器操作机构动作特性的基础上,研究了操作机构分合闸线圈电流曲线、触头行程-时间曲线... 为准确评估高压断路器操作机构的运行状态,提出了一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的高压断路器操作机构状态评估方法。在测试分析大量高压断路器操作机构动作特性的基础上,研究了操作机构分合闸线圈电流曲线、触头行程-时间曲线与机构状态之间的关系;基于操作机构的分合闸线圈电流曲线和触头行程-时间曲线,通过建立多级递阶ANFIS模型将2种特性融合起来以综合评估操作机构的运行状况。试验结果表明:操作机构线圈电流曲线与触头行程时间-曲线相结合能够准确反映操作机构的运行状况,所建立的模型能够有效评估断路器操作机构的运行状况。研究结果对预测和防范故障、合理安排检修计划和检修重点具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 ANFIS 断路器操作机构 状态评估 多级递阶ANFIS结构 线圈电流曲线 触头行程-时间曲线

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螺纹插装电磁换向阀电磁铁磁路分析与设计研究 被引量：4

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作者 刘钊 张鹏鹏 +1 位作者 陆亮 朱玉田 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第7期829-835,共7页

针对螺纹插装电磁换向阀中电磁铁组件性能改进的问题,以某螺纹插装电磁换向阀为例,对影响其磁路的主要结构进行了分析与改进研究。首先,运用磁路原理分析了影响该电磁换向阀磁路及吸力特性的结构因素;建立了换向阀的Maxwell有限元分析模... 针对螺纹插装电磁换向阀中电磁铁组件性能改进的问题,以某螺纹插装电磁换向阀为例,对影响其磁路的主要结构进行了分析与改进研究。首先,运用磁路原理分析了影响该电磁换向阀磁路及吸力特性的结构因素;建立了换向阀的Maxwell有限元分析模型;然后,基于该有限元模型仿真分析了线圈外壳厚度、断磁厚度、衔铁吸合锥角和隔磁环对电磁铁吸力特性的影响,主要包括每个结构参数对初始吸力大小和行程力曲线的影响;最后,根据仿真分析结果,改进了上述各个结构参数,并提出了综合改进模型。研究结果表明:由综合模型可知,该电磁换向阀电磁铁的吸力特性得到了改进,不仅使其最大工作气隙处吸力增大了约30%,而且使吸合处吸力减小了约50%,改善了吸合时吸力急剧增长的状况,使得换向阀的换向过程更加平稳,更好地满足了换向阀的工作要求。 展开更多

关键词 螺纹插装电磁换向阀 电磁铁 有限元分析 吸力特性 行程力曲线

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变电站高压断路器特性试验问题探讨 被引量：12

16

作者 曹阳 肖辉 莫臣 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期75-78,87,共5页

针对目前变电站断路器特性试验过程中存在的问题,从是否需要断路器控制电源和测试仪器设计两方面进行了探讨和分析,指出了试验过程中要注意的直流接地问题,以及断路器机械特性和低电压测试仪器设计中可以改进的地方。同时对时间-行程曲... 针对目前变电站断路器特性试验过程中存在的问题,从是否需要断路器控制电源和测试仪器设计两方面进行了探讨和分析,指出了试验过程中要注意的直流接地问题,以及断路器机械特性和低电压测试仪器设计中可以改进的地方。同时对时间-行程曲线的实际意义进行了分析。 展开更多

关键词 控制电源 直流接地 机械特性 时间-行程曲线

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基于深度森林的高压断路器弹簧机构状态识别 被引量：5

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作者 于晨晖 王浩名 +2 位作者 李一 李红运 刘亚魁 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期37-43,51,共8页

系统的安全稳定运行与高压断路器的可靠性密切相关,合闸阶段的行程曲线可以反映出高压断路器的弹簧机构机械状态,是实现状态识别的重要判据,因此基于行程数据的弹簧机构状态辨识具有重要的研究意义。文中对合闸弹簧预压缩量减少10 mm或1... 系统的安全稳定运行与高压断路器的可靠性密切相关,合闸阶段的行程曲线可以反映出高压断路器的弹簧机构机械状态,是实现状态识别的重要判据,因此基于行程数据的弹簧机构状态辨识具有重要的研究意义。文中对合闸弹簧预压缩量减少10 mm或15 mm、分闸弹簧预压缩量减少10 mm或15 mm、油缓冲器抽油10 mL或30 m L、传动构件卡阻档位1或档位2以及正常状态下9种合闸特性曲线进行了采集,然后基于深度森林(deep forest,DF)算法构建辨识模型,最后将识别结果与主成分—支持向量机、随机森林算法进行对比。结果表明,深度森林和随机森林的识别效果一致,且明显优于主成分—支持向量机。此外,深度森林的优势还体现在其避免了随机森林的调参过程,具有更好的识别效率。 展开更多

关键词 高压断路器 合闸行程曲线 深度森林

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基于最小二乘法的断路器位移监测数据的拟合与处理 被引量：6

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作者 雍明超 赵宝 +6 位作者 路光辉 牧继清 周钟 郭旭 梁武民 吕侠 王伟杰 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期194-199,共6页

针对高压断路器行程位移监测中刚分点和刚合点处由于机械振动和电磁干扰产生的抖动现象,提出了一种基于最小二乘法的断路器行程位移数据拟合与处理算法。通过在线监测原始数据的导数判据剔除相应的干扰并进行数据的第1次拟合,在此基础... 针对高压断路器行程位移监测中刚分点和刚合点处由于机械振动和电磁干扰产生的抖动现象,提出了一种基于最小二乘法的断路器行程位移数据拟合与处理算法。通过在线监测原始数据的导数判据剔除相应的干扰并进行数据的第1次拟合,在此基础上对拟合数据和原始数据的比较,再次剔除一定数量的干扰后进行二次拟合。并对拟合后的数据进行录波处理和机械特性参数计算。实际验证表明,该算法可以有效地剔除行程位移数据的干扰点,并且能够真实地反映断路器行程位移曲线,从而准确计算出分合闸速度,分合闸时间等关键参量,说明该算法是有效和实用的。 展开更多

关键词 断路器 行程位移曲线 分合闸速度 干扰 最小二乘法

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