【技术实现步骤摘要】
一种航空电缆短间隙故障电弧的识别方法
[0001]本专利技术涉及故障识别
，特别涉及一种权重增强重构和主元分析降维的航空电缆短间隙故障电弧的识别方法。
技术介绍
[0002]航空电缆是飞机电气导线互联系统的重要组成部分，起着能量传输和信号传递的重要作用，其工作状态直接影响飞机的飞行安全。由于航空电缆长期在振动、摩擦、潮湿的环境下工作，其绝缘层极易产生裂纹和破损，以及电连接处容易松动从而诱发交流电弧故障。故障电弧主要包括切割故障电弧、湿弧和短间隙故障电弧。
[0003]飞机服役期间，电连接器插针在长期振动环境下发生松动，导致插针与插孔形成间隙，从而发生抖动和摩擦，同时插针尾部会形成褶皱破损。飞机运行时，在插孔间隙和破损位置逐渐产生电离子聚集，当电离子聚集量超过“界限”时，在毫米级的“极板”间隙中电离子挣脱电场力束缚，产生电离子释放，从而形成短间隙故障电弧，长期的短间隙故障电弧腐蚀容易导致电缆绝缘层发生碳化，进一步引发火灾，危害飞行安全。然而，短间隙电弧由于燃弧持续时间短、发生频次高以及电流幅值低，难以通过固态功率...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航空电缆短间隙故障电弧的识别方法，其特征在于，包括：获取航空电缆上电流信号的离散时间序列；并对离散时间序列进行EMD经验模态分解，获得各阶IMF模态分量；确定各阶IMF模态分量与电流信号的归一化相关系数和各阶IMF模态分量归一化峭度指标；将归一化相关系数和归一化峭度指标进行乘法运算得到筛选指标；及通过筛选指标对各阶IMF模态分量进行筛选；根据相关系数越高重构信号占比越大的原则，确定筛选后IMF模态分量中每阶IMF模态分量的权重系数；并通过权重系数对筛选后IMF模态分量进行电流信号重构；从重构的电流信号中提取时域特征、频域特征和样本熵特征，并利用时域特征、频域特征和样本熵特征构成三维特征量；利用PCA主成分分析法对三维特征量进行降维，从降维后的三维特征量中获取故障监测指标平方预测误差SPE以及SPE控制上限，及通过比较SPE与SPE控制上限识别短间隙故障电弧。2.如权利要求1所述的航空电缆短间隙故障电弧的识别方法，其特征在于，所述对离散时间序列进行EMD经验模态分解，包括：设原始信号离散时间序列为x(t)，其上下包络线的均值为m1(t)，从x(t)中去掉m1(t)得：h1(t)＝x(t)
‑
m1(t)，判断h1(t)是否满足IMF的两个特征：若满足，则将h1(t)作为x(t)的第1个IMF分量；若不满足，则再求h1(t)上下包络线的均值m2(t)，将h1(t)替代x(t)，m2(t)代替m1(t)重复计算直到满足IMF特征为止；假设重复计算i次得到：h
i
(t)＝h
i
‑1(t)
‑
m
i
(t)，式中h
i
为第i次筛选结果，h
i
‑1为第i
‑
1次筛选结果，m
i
(t)为h
i
‑1(t)上下包络线的均值，通过筛选条件判定是否为IMF分量：若S
D
值满足范围时，则将h
i
(t)作为第1阶IMF，即：c1＝h
i
(t)，这时将x(t)去掉c1得：r1＝x(t)
‑
c
i
，再求r1上下包络线的均值，求出原始信号的第2个IMF分量c2，重复以上操作，直到计算得到的S
D
小于所设阈值时，EMD分解结束；其中，原始信号表示为：式中，r
n
为EMD分解的残差信号；c
i
为原始信号由高到低不同频率的成分；n为IMF分量数量。3.如权利要求2所述的航空电缆短间隙故障电弧的识别方法，其特征在于，所述归一化相关系数的表达式为：式中，Cov(x(n)，c(n))为电流信号i
arc
(t)与各阶IMF谐波分量的协方差，Var[x(n)]为i
arc
(t)谐波分量的方差，Var[c(n)]为IMF谐波分量的方差。4.如权利要求3所述的航空电缆短间隙故障电弧的识别方法，其特征在于，所述归一化峭度指标的表达式为：
式中，N为一个周期内的采样点数，μ
i
为第i个周期内重构的电流信号i
new
(t)的均值，σ
i
为第i个周期内重构的电流信号i
new
(t)的标准差。5.如权利要求4所述的航空电缆短间隙故障电弧的识别方法，其特征在于，所述通过筛选指标对各阶IMF模态分量进行筛选，包括：筛选出筛选指标ω<...
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