一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法及装置，涉及输电线路技术领域；方法为建立并获得输电线路铁塔模型，从输电线路铁塔模型中提取并获得输电铁塔的模态信息矩阵，以模态耦合度为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优；装置为一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤；其通过上述方法步骤等，实现规划倾角传感器的工作效率较高、效果较好。

【技术实现步骤摘要】
一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法及装置
本专利技术涉及输电线路
，尤其涉及一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法及装置。
技术介绍
目前，在建设输电线路铁塔的
中，规划倾角传感器布置方案的工作效率较为低下，效果较差。现有技术问题及思考：如何提高规划传感器的工作效率，如何用最少的倾角传感器更全面的感知输电铁塔的状态，平衡经济成本和测量效果的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法及装置，其通过建立并获得输电线路铁塔模型、从输电线路铁塔模型中提取并获得输电铁塔的模态信息矩阵φ、以模态耦合度为寻优指标、利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优等，实现规划倾角传感器的工作效率较高、效果较好。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法，建立并获得输电线路铁塔模型，从输电线路铁塔模型中提取并获得输电铁塔的模态信息矩阵φ，以模态耦合度为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优。进一步的技术方案在于：具体包括如下步骤，S1输电铁塔建模根据输电线路铁塔的属性建立其有限元模型，从而获得输电线路铁塔模型；S2提取铁塔模态信息确定对铁塔的安全状态有影响的振型的模态，对输电线路铁塔进行模态分析，提取包含这些振型的输电线路铁塔模态信息矩阵φ；S3优化传感器布置倾角传感器应安装在杆件连接的位置，即铁塔节点处，在模态信息矩阵φ的基础上，根据传感器的数量和位置，计算相应布置方案的模态耦合度，并以此为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优。进一步的技术方案在于：在S1的步骤中，组成输电线路铁塔的单元包括梁单元、杆单元和索单元，输电线路铁塔的主材采用梁单元进行建模，输电线路铁塔的斜材和辅材采用杆单元进行建模，输电线路铁塔的导地线采用索单元进行建模。进一步的技术方案在于：在S1的步骤中，保留铁塔的几何特性和材料特性，包括单元的长度、肢宽和肢厚的几何信息需；还包括弹性模量、泊松比和密度的材料属性。进一步的技术方案在于：在S2的步骤中，只提取铁塔沿线路方向的弯曲振型和沿横担方向的弯曲振型，进而得到输电线路铁塔的模态信息矩阵φ；在S3的步骤中，在输电线路铁塔的模态信息矩阵φ的基础上，根据传感器的数量和位置，计算相应布置方案的模态耦合度，并以此为优化指标，利用优化算法对传感器的数量和位置进行寻优；倾角传感器的安装位置在输电铁塔的杆件连接处。进一步的技术方案在于：当寻优结果开始收敛，输出最优倾角传感器布置方案。进一步的技术方案在于：还包括如下步骤，S4输出结果，当寻优结果开始收敛，输出最优倾角传感器布置方案。进一步的技术方案在于：通过打印机打印寻优的结果，或者通过显示器显示寻优的结果。一种优化输电铁塔倾角传感器布置的装置包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。一种优化输电铁塔倾角传感器布置的装置，所述装置为一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法，建立并获得输电线路铁塔模型，确定对输电线路安全状态有影响的振型，从输电线路铁塔模型中提取并获得包含这些振型的输电铁塔模态信息矩阵φ，进而计算模态耦合度，以此为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优。其通过建立并获得输电线路铁塔模型，确定对输电线路安全状态有影响的振型，从输电线路铁塔模型中提取并获得包含这些振型的输电铁塔模态信息矩阵φ，进而计算模态耦合度，以此为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优等，实现规划倾角传感器的工作效率较高、效果较好。一种优化输电铁塔倾角传感器布置的装置包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。其通过建立并获得输电线路铁塔模型，确定对输电线路安全状态有影响的振型，从输电线路铁塔模型中提取并获得包含这些振型的输电铁塔模态信息矩阵φ，进而计算模态耦合度，以此为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优等，实现规划倾角传感器的工作效率较高、效果较好。一种优化输电铁塔倾角传感器布置的装置，所述装置为一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其通过建立并获得输电线路铁塔模型，确定对输电线路安全状态有影响的振型，从输电线路铁塔模型中提取并获得包含这些振型的输电铁塔模态信息矩阵φ，进而计算模态耦合度，以此为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优等，实现规划倾角传感器的工作效率较高、效果较好。详见具体实施方式部分描述。附图说明图1是本专利技术实施例1的流程图；图2是本专利技术中输电线路铁塔模型的建模图；图3是本专利技术中输电线路铁塔沿横担方向弯曲振型的效果图；图4是本专利技术中输电线路铁塔沿线路方向弯曲振型的效果图；图5是本专利技术中输电线路铁塔节点的分布图；图6是本专利技术中节点处螺栓滑移的状态图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。实施例1：如图1所示，本专利技术公开了一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法包括如下步骤：S1输电铁塔建模根据输电线路铁塔的属性建立其有限元模型。如图2所示，组成输电线路铁塔的单元包括梁单元、杆单元和索单元。输电线路铁塔的主材采用梁单元进行建模，输电线路铁塔的斜材和辅材采用杆单元进行建模，输电线路铁塔的导地线采用索单元进行建模。建模过程中，保留铁塔的几何特性和材料特性。包括单元的长度、肢宽和肢厚的几何信息需；还包括弹性模量、泊松比和密度的材料属性。S2提取铁塔模态信息确定对铁塔的安全状态有影响的振型的模态，如图3和图4所示，只提取铁塔沿线路方向的弯曲振型和沿横担方向的弯曲振型。对输电线路铁塔进行模态分析，提取包含这些振型的输电线路铁塔模态信息矩阵φ：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法，其特征在于：建立并获得输电线路铁塔模型，确定对输电线路安全状态有影响的振型，从输电线路铁塔模型中提取并获得包含这些振型的输电铁塔模态信息矩阵φ，进而计算模态耦合度，以此为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优。/n

【技术特征摘要】
1.一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法，其特征在于：建立并获得输电线路铁塔模型，确定对输电线路安全状态有影响的振型，从输电线路铁塔模型中提取并获得包含这些振型的输电铁塔模态信息矩阵φ，进而计算模态耦合度，以此为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优。


2.根据权利要求1所述的一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法，其特征在于：具体包括如下步骤，
S1输电铁塔建模
根据输电线路铁塔的属性建立其有限元模型，从而获得输电线路铁塔模型；
S2提取铁塔模态信息
确定对铁塔的安全状态有影响的振型的模态，对输电线路铁塔进行模态分析，提取包含这些振型的输电线路铁塔模态信息矩阵φ；
S3优化传感器布置
倾角传感器应安装在杆件连接的位置，即铁塔节点处，在模态信息矩阵φ的基础上，根据传感器的数量和位置，计算相应布置方案的模态耦合度，并以此为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优。


3.根据权利要求2所述的一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法，其特征在于：在S1的步骤中，组成输电线路铁塔的单元包括梁单元、杆单元和索单元，输电线路铁塔的主材采用梁单元进行建模，输电线路铁塔的斜材和辅材采用杆单元进行建模，输电线路铁塔的导地线采用索单元进行建模。


4.根据权利要求3所述的一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法，其特征在于：在S1的步骤中，保留铁塔的几何特性和材料特性，包括单元的长度、肢宽和肢厚的几何信息需；还包括弹性模量、泊松比和密度的材料属性。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘景立，牛卓博，安利强，李勇，官泳余，朱之健，江文强，徐松晓，杨超，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司保定供电分公司，华北电力大学保定，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13