[发明专利]一种断路器故障诊断方法

权利要求书

1.一种断路器故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，利用振动传感器以及声音传感器分别采集断路器的振动信号以及声音信号；

步骤2，利用烟花算法优化VMD分解中的参数K和参数alpha，再利用优化后的VMD分解对振动信号以及声音信号进行分解，获取振动信号IMF分量以及声音信号的无量纲参数；

步骤3，将振动信号IMF分量的能量熵作为振动信号特征向量W₁，将声音信号的无量纲参数作为声音信号特征向量W₂；

步骤4，将振动信号特征向量W₁以及声音信号特征向量W₂作为特征向量W的子集，并将特征向量W输入到网格搜索优化的支持向量机中进行诊断识别；

步骤2中，利用烟花算法优化VMD分解中的参数K和参数alpha的具体步骤为：

步骤2.1，初始化设置烟花算法参数，设置烟花数目、爆炸半径、爆炸数量、变异火花数、迭代次数、参数K的范围以及参数alpha的范围，并将参数K和参数alpha构建的二维参数作为烟花算子；

步骤2.2，计算每个烟花的适应度值；

步骤2.3，计算烟花的爆炸半径以及爆炸火花数量；

步骤2.4，随机抽取部分烟花和爆炸火花进行变异计算；

步骤2.5，根据设置的参数K的范围以及参数alpha的范围，对爆炸火花以及变异火花的参数K和参数alpha进行边界处理；

步骤2.6，计算全部烟花、爆炸火花以及变异火花的适应度值；

步骤2.7，选择最大适应度值对应的二维参数作为下一次迭代的第一个烟花，下一次迭代的其它烟花通过计算其它烟花的欧氏距离进行选择；

步骤2.8，根据设置的迭代次数循环迭代步骤2.2-2.7，找到最优的二维参数

步骤2.2中，参数K和参数alpha的适应度值的计算公式为：

式(1)中，参数N是同一类型信号的数量，c_j(K,alpha)表示N个同一类型信号中第j个信号的c(K,alpha)值，b_j(K,alpha)表示N个同一类型信号中第j个信号的b(K,alpha)值，c(K,alpha)值的计算公式为：

式(2)中，x(l)和y(l)分别为长度为L的信号x和y中的第l个点的值，μ_x和μ_y分别为信号x和y的平均值，平均值的计算式为σ_x和v_y分别为信号x和y的标准差，标准差的计算式为/L为数据长度，信号x和y的表达式为/表示VMD分解后K个IMF分量的重构信号；

式(1)中，b(K,alpha)值的计算公式为：

式(3)中，ω为每个IMF分量的带宽频率范围，min(Δω)为K个模态函数带宽差距的最小值，max(ω_i)为第i个模态函数的带宽最大值，min(ω_i)为第i个模态函数的带宽最小值，fs为信号采样频率。

2.根据权利要求1所述的断路器故障诊断方法，其特征在于，步骤2.3中，计算烟花的爆炸半径的计算公式为：

式(4)中，A为常数，用于调整爆炸半径，ε为浮点相对精度，Y_min表示种群适应度的最小值，f(n_ii)表示参数n_ii的适应度值，n_ii为n个烟花中的第ii个；

计算爆炸火花数量的计算公式为：

爆炸火花数量的限制公式为：

式(5)和(6)中，a、b以及M均为常数，用于调整火花数量，α和β都是在0到1的正数，Y_max表示种群适应度的最大值，round()为取整函数。

3.根据权利要求1所述的断路器故障诊断方法，其特征在于，步骤2.4中，对部分火花进行变异计算的计算公式为：

n_ii＝n_ii*N(0,1)(7)式(7)中，N(0,1)为服从均值0、方差1的高斯分布函数。