[发明专利]一种基于PCA-IA-BPNN的变压器油酸值检测方法

权利要求书

1.一种基于PCA-IA-BPNN的变压器油酸值检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：多频超声波检测；

S2：主成分分析PCA；

S3：建立反向传播神经网络BPNN；

S4：免疫算法IA；

S5：建立基于PCA-IA-BPNN的变压器油介损预测模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于PCA-IA-BPNN的变压器油酸值检测方法，其特征在于：所述S1具体为：

在由多频超声控制单元、多频超声传感器和数据分析单元组成的多频超声检测系统中，超声控制单元内安装多频超声波发射装置，控制着超声波的发射频率以及发射时间间隔；超声波发射装置内部连接至超声控制单元的多频超声信号输出接口，输出接口与多频超声传感器连接，传感器内部安装有超声发生器，用于产生超声束组；多频超声传感器内部还安装有两个用来接收超声信号的超声接收器，并由DSP信号处理电路传输到上位机的测量软件，最后测量软件计算出信号的原始参数，包括振幅、相位以及声速；多频超声检测系统的信号频率为600kHz-1000kHz，中心频率约为750kHz；T1和T2是两个超声接收器；系统工作时，超声发射器发出超声波信号；信号首先在基准介质和测量室之间的接口处反射，反射回的信号由接收器T1接收，另一部分超声信号通过接口继续传输到接收器T2，最后经由T2传输的信号再次反射并传回T1。

3.根据权利要求2所述的一种基于PCA-IA-BPNN的变压器油酸值检测方法，其特征在于：所述超声发射器的发射时间间隔为20s，每次发出20个不同频率的超声波信号，接收器接收到的L1、L2和L3分别包含主频率对应的幅值20维、偏移频率对应的幅值20维、主频率对应的相位20维、偏移频率对应的相位20维，加上飞行时间与飞行速度，每组样本共得到一个242维的超声波数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于PCA-IA-BPNN的变压器油酸值检测方法，其特征在于：所述S2具体为：

S21：将检测得到的多频超声波信号按频率分为N个样本数据，N100，每个样本数据中含有M个数据，包含每次接收超声波的幅值、相位、频率以及飞行时间特征信息；利用下式对这些数据进行标准化，标准化后数据均值为0，方差为1；

其中，X^R为X经变换矩阵Q计算后的矩阵，Q变换矩阵，Q_i为权重系数；

S22：计算相对化矩阵X^R的协方差矩阵

S23：求解协方差矩阵的特征值λ_i与相对应的特征值ρ_i，λ_i是的第i个特征值，满足：

式中I为单位矩阵；

S24：由累计贡献率求出相对主元个数j，具体公式如下：

S25：计算矩阵T

T＝XP(Nj)＝(NM)(Mj)

矩阵T中包含的数据为将超声波主要参数经相对主元算法转换后数据，之后将通过人工智能算法进行模式识别及回归处理。

5.根据权利要求4所述的一种基于PCA-IA-BPNN的变压器油酸值检测方法，其特征在于：所述S3具体为：

使用最速下降法，通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值，使网络的误差平方和不断减小；BPNN由输出层、隐层和输出层构成的多层神经网络，且同一层的神经元不存在相互连接，相邻两层的神经元两两相连。