[发明专利]一种基于音频信号特征来表征交流接触器电寿命的方法

说明书

本发明提供一种基于音频信号特征来表征交流接触器电寿命的方法，包括获取历史及待测电寿命试验中交流接触器吸合的音频信号，经预处理及特征提取，得到历史及待测电寿命试验中音频信号各自的特征；以音频信号特征为模型特征及电寿命次数为模型标签，构建基于BP神经网络的交流接触器电寿命预测模型；将历史电寿命试验中音频信号的所有特征构成训练集和测试集对预测模型训练，直到训练误差满足要求为止，得到训练好的预测模型；将待测寿命试验中音频信号的特征导入训练好的预测模型中，输出预测的电寿命次数。实施本发明，以交流接触器电寿命试验中音频信号的特征作为判断电寿命次数为依据，实现交流接触器电寿命准确预测，提高可靠性与资源利用率。

技术领域

本发明涉及交流接触器检测技术领域，尤其涉及一种基于音频信号特征来表征交流接触器电寿命的方法。

背景技术

交流接触器是一种应用于频繁接通和分断操作的电器，在用电系统中使用广泛。随着电力工业的飞速发展，对交流接触器的性能提出了更高的要求。电寿命就是反映交流接触器性能的重要参数，如果能对交流接触器的电寿命进行准确预测，就能及时对交流接触器进行更换和维护，保障电力系统的安全。

国内外对交流接触器或者继电器的电寿命预测展开了大量研究。例如，孙曙光、纪学玲、杜太行、郝立林、王锐雄等学者，提出的机械振动下交流接触器电寿命预测失效特征量提取方法(仪器仪表学报,2019,40(03):114-125)，使用累积燃弧能量、燃弧能量以及燃弧时间预测交流接触器的电寿命；又如，杜太行、安建鹏、孙曙光、金少华、郝立林、纪学玲等学者提出的基于LabVIEW的振动条件下交流接触器电寿命试验系统(仪表技术与传感器,2018(08):113-117)，通过工作电流、电压以及电弧能量来预测交流接触器电寿命；又如，李奎、李晓倍、郑淑梅、贺建超、武一等人，提出的基于BP神经网络的交流接触器剩余电寿命预测方法(电工技术学报,2017,32(15):120-127)，使用累积燃弧能量和吸合时间作为输入建立BP神经网络预测模型，对交流接触器进行电寿命预测；又如，翟国富、王淑娟、许峰、刘茂恺等人提出的基于超程时间和吸合时间建模的继电器双变量寿命预测方法的研究(中国电机工程学报,2002(07):76-80)，依据交流接触器吸合时间和超程时间的进行电寿命预测。

但是，国内采用音频信号特征表征交流接触器电寿命的研究暂未开展。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于音频信号特征来表征交流接触器电寿命的方法，以交流接触器电寿命试验中音频信号的特征作为判断电寿命次数为依据，实现交流接触器电寿命准确预测，提高了可靠性与资源利用率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于音频信号特征来表征交流接触器电寿命的方法，所述方法包括以下步骤：

获取历史电寿命试验及待测电寿命试验中交流接触器吸合的音频信号，并待对所有获取的音频信号均进行预处理后，进一步进行特征提取，得到历史电寿命试验及待测电寿命试验中音频信号各自对应的特征；

以音频信号特征为模型特征以及电寿命次数为模型标签，构建出基于BP神经网络的交流接触器电寿命预测模型；

将历史电寿命试验中所有音频信号的特征构成训练集和测试集，通过所述训练集和所述测试集对所述交流接触器电寿命预测模型进行训练，直到训练误差满足要求为止，得到训练好的交流接触器电寿命预测模型；

将待测电寿命试验中音频信号的特征导入训练好的交流接触器电寿命预测模型中，得到待测电寿命试验所对应预测的电寿命次数。

其中，对每一次电寿命试验中音频信号进行预处理的方式，包括分帧处理、滤波处理及端点检测。

其中，对每一次电寿命试验中音频信号进行分帧处理的步骤具体包括：