基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法与流程

1.本发明涉及一种覆冰扭转角测量方法，尤其涉及一种基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法。


背景技术：

2.随着气候的变化，极端气候频发，大面积冰害引发的线路事故时有发生；其中架空输电导线在覆冰过程中，迎风侧偏心覆冰会产生扭转，最终堆积成圆柱形沉积物，导致导线机械张力水平升高，绝缘安全距离减小，严重威胁着输电线路的安全稳定运行。
3.现有技术中，关于覆冰输电导线空间姿态监测研究多是围绕导线的弧垂监测开展，最终得到的架空导线空间构型只能反映覆冰导线空间位置点的分布状态，并不能反映导线在轴向的扭转姿态，而且，自然环境下覆冰单导线的偏心扭转过程是在冰重荷载、冰扭力矩和具非平稳风荷载共同作用下的结果，其扭转轴的空间指向在时刻变化，不能归为简单的定轴转动问题，因此常规角度传感器某一方向轴上直接输出角度并不是真实的扭转角，从而导致现有技术中对于输电导线的覆冰扭转角的监测结果不准确。
4.因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法，在输电导线覆冰扭转角的确定过程中重返考虑方向轴的时变特性，采用欧拉角姿态传感器所采集的数据进行两次经验模态分解和希尔伯特变换，能够有效分离出风激励引起的旋转角度变化，从而确保最终得到的覆冰扭转角确定的精确性，为后续的输电导线的覆冰维护措施的制定提供准确的数据支持。
6.本发明提供的一种基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法，包括以下步骤：
7.s1.采用三轴欧拉角姿态传感器在输电导线的监测点采集输电导线扭转角度数据；
8.s2.基于输电导线扭转角度数据确定出输电导线总旋转角度；
9.s3.对输电导线总旋转角度进行经验模态分解得到总旋转角度的固有模态分量imf1；
10.s4.对总旋转角度的固有模态分量imf1进行希尔伯特变换处理，得到固有模态分量imf1的能量；
11.s5.对固有模态分量imf1的能量进行频域分析处理，确定出频域的域分量；
12.s6.对频域的域分量进行经验模态分解后得到imf2分量，对imf2分量进行希尔伯特变换，得到imf2分量的能量，对imf2分量的能量进行时域分析处理，得到输电导线覆冰导致的真实扭转角。
13.进一步，步骤s2中具体包括：
14.s21.构建基础方向余弦矩阵以及
15.确定三轴欧拉角姿态传感器旋转次序为z-x-y,并设定初始坐标系a，a＝[xa,ya,za]'，并在第i时刻三轴欧拉角姿态传感器输出的x、y和z三轴的旋转角度分别为αi、βi以及γi；
[0016]
将坐标系a绕za轴旋转αi得到坐标系b，且b＝[xb,yb,zb]'，此时，基础方向余弦矩阵为：
[0017][0018]
将坐标系b绕坐标系b的xb轴旋转βi得到坐标系c，且c＝[xc,yc,zc]'，此时，基础余弦矩阵为：
[0019][0020]
最后将坐标系c绕坐标系c的yc旋转γi后，基础方向余弦矩阵为：
[0021][0022]
构建变换矩阵ri：
[0023][0024]
s22.按照步骤s21的过程确定出变换矩阵r
i+1
，并计算第i+1时刻相对于第i时刻的旋转角增量矩阵roti：
[0025][0026]
若输电导线旋转轴为变化的x轴时，则旋转角增量roti为-r
23
；
[0027]
若输电导线旋转轴为变化的z轴时，则旋转角增量roti为r
21
；
[0028]
s23.计算第i+1时刻的总旋转角θi：
[0029]
其中，rotj的取值为输电导线旋转轴为变化的x轴或者z轴，当x轴与输电导线的轴线平行时，则rotj取x轴的旋转角增量，当z轴与输电导线的轴向平行时，则rotj取z的旋转角增量，其中，x、y和z表示的三轴欧拉角姿态传感器的x、y和z轴。
[0030]
进一步，步骤对输电导线总旋转角度进行经验模态分解具体包括：
[0031]
s31.将各个时刻的总旋转角θi进行拟合形成连续曲线θ(t)并将连续曲线θ(t)作为初始信号；
[0032]
s32.找出初始信号θ(t)所有局部最大值和局部最小值，然后在局部最大值之间和局部最小值之间采用三次样条插值处理，形成包含所有局部最大值的上包络线e
max
(t)和包含所有局部最小值的下包络线e
min
(t)；
[0033]
s33.计算上包络线e
max
(t)和下包络线e
min
(t)的平均值得到均值包络线m1(t)：
[0034][0035]
确定第一个imf分量h1(t)：
[0036]
h1(t)＝θ(t)-m1(t)；
[0037]
s34.判断第一个imf分量h1(t)是否满足固有模态函数条件：
[0038]
局部极大值与局部极小值数目之和必须与过零点的数目相等或至多相差一个且imf分量h1(t)的波形对称；
[0039]
如满足，则第一个imf分量h1(t)为初始信号θ(t)的第一阶固有模态函数c1(t)，执行步骤s36，如否，则将imf分量h1(t)作为新的初始信号，执行步骤s35；
[0040]
s35.计算第二imf分量h
1，1
(t)：
[0041]h1,1
(t)＝h1(t)-m
1,1
(t)，其中，m
1，1
(t)为imf分量h1(t)的上包络线和下包络线的均值，重复步骤s33和s34，直至h
1，k
(t)＝h
1,k-1
(t)-m
1,k-1
(t)满足步骤s33中所设定的固有模态函数条件，那么将第一阶固有模态函数c1(t)定义为h
1,k
(t)；
[0042]
s36.计算剩余分量r1(t)：r1(t)＝x(t)-c1(t)；
[0043]
s37.计算剩余分量r1(t)作为新的初始信号，返回步骤s32中，直至第n次的剩余分量rn(t)为常数或者为单调函数，则结束经验模态分解过程，且初始信号θ(t)表示为：
[0044]
其中，ck(t)表示第k个固有模态函数分量。
[0045]
进一步，步骤s4中，具体包括：
[0046]
s41.对固有模态分量imf1进行希尔伯特变换处理：
[0047]
对第k个固有模态函数分量ck(t)按照如下公式变换：
[0048][0049]
s42.确定第k个固有模态函数分量ck(t)的幅值ak(t)：
[0050][0051]
s43.计算第k个固有模态函数分量的能量ek：
[0052]
t0和t1分别表示设定的积分起始时刻点和终止时刻点；
[0053]
s44.计算第k阶能量变化百分比
[0054][0055]
s45.找出能量百分比中第r个能量百分比，该第r个能量百分比之前的能量百分比的值变大，且第r个能量百分比后的能量百分比值开始变小，则将第r个能量百分比即之后的能量百分比所对应的固有模态分量imf1作为频域的域分量。
[0056]
进一步，步骤s5中具体包括：
[0057]
对频域的域分量进行累加求和，然后将频域的域分量的和按照步骤s31-s37中的过程进行经验模态分解，得到imf2分量；
[0058]
对imf2分量按照步骤s41-s43的步骤，确定出imf2分量的能量值；
[0059]
以60秒为时间窗口，步长为3秒，将各个imf2分量的能量值划分到不同窗口中，计算相邻窗口的能量变化百分比
[0060]
表示imf2分量的第t
i+1
时间窗口的能量值，表示imf2分量第ti时间窗口的能量值；
[0061]
找出能量变化百分比中第m个时间窗口的能量百分比，该第m个时间窗口之前的时间窗口的能量百分比逐渐增大，而第m个窗口与第m+1个窗口的能量百分比值小于设定值时，则将第m个以及第m+1个时间窗口中的各能量对应的imf2分量作为时域的域分量，将第m个时间窗口内的时域的域分量至与第m+1个时间窗口中时域的时域分量之和作差后的绝对值作为覆冰所导致的真实扭转角，如果没有出现第m个能量百分比小于设定值时，则输电导线没有发生覆冰扭转的情况。
[0062]
本发明的有益效果：通过本发明，在输电导线覆冰扭转角的确定过程中重返考虑方向轴的时变特性，采用欧拉角姿态传感器所采集的数据进行两次经验模态分解和希尔伯特变换，能够有效分离出风激励引起的旋转角度变化，从而确保最终得到的覆冰扭转角确定的精确性，为后续的输电导线的覆冰维护措施的制定提供准确的数据支持。
附图说明
[0063]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
[0064]
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
[0065]
以下进一步对本发明做出详细说明：
[0066]
本发明提供的一种基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法，包括以下步骤：
[0067]
s1.采用三轴欧拉角姿态传感器在输电导线的监测点采集输电导线扭转角度数据；
[0068]
s2.基于输电导线扭转角度数据确定出输电导线总旋转角度；
[0069]
s3.对输电导线总旋转角度进行经验模态分解得到总旋转角度的固有模态分量imf1；
[0070]
s4.对总旋转角度的固有模态分量imf1进行希尔伯特变换处理，得到固有模态分量imf1的能量；
[0071]
s5.对固有模态分量imf1的能量进行频域分析处理，确定出频域的域分量；
[0072]
s6.对频域的域分量进行经验模态分解后得到imf2分量，对imf2分量进行希尔伯特变换，得到imf2分量的能量，对imf2分量的能量进行时域分析处理，得到输电导线覆冰导致的真实扭转角；通过上述方法，在输电导线覆冰扭转角的确定过程中重返考虑方向轴的时变特性，采用欧拉角姿态传感器所采集的数据进行两次经验模态分解和希尔伯特变换，能够有效分离出风激励引起的旋转角度变化，从而确保最终得到的覆冰扭转角确定的精确性，为后续的输电导线的覆冰维护措施的制定提供准确的数据支持。
[0073]
本实施例中，步骤s2中具体包括：
[0074]
s21.构建基础方向余弦矩阵以及
[0075]
确定三轴欧拉角姿态传感器旋转次序为z-x-y,并设定初始坐标系a，a＝[xa,ya,za]'，并在第i时刻三轴欧拉角姿态传感器输出的x、y和z三轴的旋转角度分别为αi、βi以及γi；
[0076]
将坐标系a绕za轴旋转αi得到坐标系b，且b＝[xb,yb,zb]'，此时，基础方向余弦矩阵为：
[0077][0078]
将坐标系b绕坐标系b的xb轴旋转βi得到坐标系c，且c＝[xc,yc,zc]'，此时，基础余弦矩阵为：
[0079][0080]
最后将坐标系c绕坐标系c的yc旋转γi后，基础方向余弦矩阵为：
[0081][0082]
构建变换矩阵ri：
[0083][0084]
s22.按照步骤s21的过程确定出变换矩阵r
i+1
，并计算第i+1时刻相对于第i时刻的旋转角增量矩阵roti：
[0085][0086]
若输电导线旋转轴为变化的x轴时，则旋转角增量roti为-r
23
；
[0087]
若输电导线旋转轴为变化的z轴时，则旋转角增量roti为r
21
；
[0088]
为了避免在测量过程中欧拉角出现死锁现象(当绕着第二次旋转轴的旋转角度为
±
90
°
时，另外2根轴的角度数据会乱飘，此时3个自由度退化为2个自由度)，需要保证第二次旋转的方向轴不会出现
±
90
°
的极端值，可以通过设计传感器夹具的安装方向使得第二次旋转的方向轴始终垂直于导线走向来避免，这样除非导线断开，否则不会出现
±
90
°
的极端值，因此，在上述中，相当于y轴被确定，只有x周和z的旋转角增量进行计算；
[0089]
s23.计算第i+1时刻的总旋转角θi：
[0090]
其中，rotj的取值为输电导线旋转轴为变化的x轴或者z轴，当x轴与输电导线的轴线平行时，则rotj取x轴的旋转角增量，当z轴与输电导线的轴向平行时，则rotj取z的旋转角增量，其中，x、y和z表示的三轴欧拉角姿态传感器的x、y和z轴。
[0091]
常见的三轴欧拉角为泰特-布莱恩角(tait-bryanangles)，按照旋转次序的不同共有6种：x-y-z,y-z-x,z-x-y,x-z-y,z-y-x和y-x-z；同时依据旋转轴是否固定，可分为内旋(每次旋转后，按照旋转形成的新方向轴继续旋转)和外旋(每次旋转后，按照初始固定的方向轴继续旋转)，因此共有6
×
2＝12种三轴欧拉角可供选择，原则上这12种并没有优劣之分，但是在选择传感器时必须明确厂家定义的顺序规定；步骤s21-步骤s23中的过程是以三轴欧拉角传感器的旋转顺序为例，实时上，无论是哪个旋转顺序，在基础方向余弦矩阵构建时，余弦矩阵的表达式都是相同的，只是变换矩阵的运算顺序发生变化，比如说：如果旋转方向x-y-z且三轴欧拉角传感器为内旋，那么此时
[0092]
而且，三轴欧拉角传感器在覆冰期间角度测量的采样率不应低于50hz；上述中各个角度是具有方向性的，采用右手螺旋定则来确定。
[0093]
本实施例中，步骤对输电导线总旋转角度进行经验模态分解具体包括：
[0094]
s31.将各个时刻的总旋转角θi进行拟合形成连续曲线θ(t)并将连续曲线θ(t)作为初始信号；
[0095]
s32.找出初始信号θ(t)所有局部最大值和局部最小值，然后在局部最大值之间和局部最小值之间采用三次样条插值处理，形成包含所有局部最大值的上包络线e
max
(t)和包含所有局部最小值的下包络线e
min
(t)；
[0096]
s33.计算上包络线e
max
(t)和下包络线e
min
(t)的平均值得到均值包络线m1(t)：
[0097][0098]
确定第一个imf分量h1(t)：
[0099]
h1(t)＝θ(t)-m1(t)；
[0100]
s34.判断第一个imf分量h1(t)是否满足固有模态函数条件：
[0101]
局部极大值与局部极小值数目之和必须与过零点的数目相等或至多相差一个且imf分量h1(t)的波形对称；
[0102]
如满足，则第一个imf分量h1(t)为初始信号θ(t)的第一阶固有模态函数c1(t)，执行步骤s36，如否，则将imf分量h1(t)作为新的初始信号，执行步骤s35；
[0103]
s35.计算第二imf分量h
1，1
(t)：
[0104]h1,1
(t)＝h1(t)-m
1,1
(t)，其中，m
1，1
(t)为imf分量h1(t)的上包络线和下包络线的均值，重复步骤s33和s34，直至h
1，k
(t)＝h
1,k-1
(t)-m
1,k-1
(t)满足步骤s33中所设定的固有模态函数条件，那么将第一阶固有模态函数c1(t)定义为h
1,k
(t)；
[0105]
s36.计算剩余分量r1(t)：r1(t)＝x(t)-c1(t)；
[0106]
s37.计算剩余分量r1(t)作为新的初始信号，返回步骤s32中，直至第n次的剩余分量rn(t)为常数或者为单调函数，则结束经验模态分解过程，且初始信号θ(t)表示为：
[0107]
其中，ck(t)表示第k个固有模态函数分量。
[0108]
本实施例中，步骤s4中，具体包括：
[0109]
s41.对固有模态分量imf1进行希尔伯特变换处理：
[0110]
对第k个固有模态函数分量ck(t)按照如下公式变换：
[0111][0112]
s42.确定第k个固有模态函数分量ck(t)的幅值ak(t)：
[0113][0114]
s43.计算第k个固有模态函数分量的能量ek：
[0115]
t0和t1分别表示设定的积分起始时刻点和终止时刻点；
[0116]
s44.计算第k阶能量变化百分比
[0117][0118]
s45.找出能量百分比中第r个能量百分比，该第r个能量百分比之前的能量百分比的值变大，且第r个能量百分比后的能量百分比值开始变小且小于设定阈值时，则将第r个能量百分比即之后的能量百分比所对应的固有模态分量imf1(即固有模态函数分量)作为频域的域分量；比如说：固有模态函数分量的能量ek一共有8个，分别为e1、e2、
…
、e8，那么计算得到的就共有7个，即那么当计算得到第4个能量百分比为之前的能量百分比都是增大，即而后面的能量百分比，即：小于且小于设定阈值，那么就将至所对应的固有模态分量imf1作为频域的域分量。
[0119]
本实施例中，步骤s5中具体包括：
[0120]
对频域的域分量进行累加求和，然后将频域的域分量的和按照步骤s31-s37中的过程进行经验模态分解(也就是说：其经验模态分解过程完全相同，只是对象不同，在此次的经验模态分解时是针对于频域的域分量)，得到imf2分量(即频域的域分量的固有模态函数分量)；
[0121]
对imf2分量按照步骤s41-s43的步骤，确定出imf2分量的能量值，即确定过程相同，只是在此处是在时域范畴内且对象不同，但是，计算公式与之前是相同的；
[0122]
以60秒为时间窗口，步长为3秒，将各个imf2分量的能量值划分到不同窗口中，计算相邻窗口的能量变化百分比
[0123]
表示imf2分量的第t
i+1
时间窗口的能量值，表示imf2分量第ti时间窗口的能量值；
[0124]
找出能量变化百分比中第m个时间窗口的能量百分比，该第m个时间窗口之前的时间窗口的能量百分比逐渐增大，而第m个窗口与第m+1个窗口的能量百分比值小于设定值时，则将第m个以及第m+1个时间窗口中的各能量对应的imf2分量作为时域的域分量，将第m个时间窗口内的时域的域分量至与第m+1个时间窗口中时域的时域分量之和作差后的绝对值作为覆冰所导致的真实扭转角，如果没有出现第m个能量百分比小于设定值时，则输电导线没有发生覆冰扭转的情况，与上述中频域域分量确定类似，假定一共具有8个时间窗口，从第1秒开始-第60秒为一个时间窗口，第4秒-第63秒为一个时间窗口。第7秒至第66秒为第3个时间窗口，依次类推，当第4个时间窗口的能量百分比大于前三个时间窗口的能量百分比，且从前三个时间窗口的能量百分比依次增加，且第5个时间窗口的能量百分比小于第4个时间窗口的能量百分比且第5个时间窗口的能量百分比还小于设定阈值，那么，此时将第4个窗口内对应的imf2分量求和，以及第5个窗口内对应的imf2分量和，然后将第5个时间窗口的imf2分量之和减去第4个窗口内imf2分量之和的差值，就为覆冰所导致的扭转角。
[0125]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法，其特征在于：包括以下步骤：s1.采用三轴欧拉角姿态传感器在输电导线的监测点采集输电导线扭转角度数据；s2.基于输电导线扭转角度数据确定出输电导线总旋转角度；s3.对输电导线总旋转角度进行经验模态分解得到总旋转角度的固有模态分量imf1；s4.对总旋转角度的固有模态分量imf1进行希尔伯特变换处理，得到固有模态分量imf1的能量；s5.对固有模态分量imf1的能量进行频域分析处理，确定出频域的域分量；s6.对频域的域分量进行经验模态分解后得到imf2分量，对imf2分量进行希尔伯特变换，得到imf2分量的能量，对imf2分量的能量进行时域分析处理，得到输电导线覆冰导致的真实扭转角。2.根据权利要求1所述基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法，其特征在于：步骤s2中具体包括：s21.构建基础方向余弦矩阵以及确定三轴欧拉角姿态传感器旋转次序为z-x-y,并设定初始坐标系a，a＝[x
a
,y
a
,z
a
]'，并在第i时刻三轴欧拉角姿态传感器输出的x、y和z三轴的旋转角度分别为α
i
、β
i
以及γ
i
；将坐标系a绕z
a
轴旋转α
i
得到坐标系b，且b＝[x
b
,y
b
,z
b
]'，此时，基础方向余弦矩阵为：将坐标系b绕坐标系b的x
b
轴旋转β
i
得到坐标系c，且c＝[x
c
,y
c
,z
c
]'，此时，基础余弦矩阵为：最后将坐标系c绕坐标系c的y
c
旋转γ
i
后，基础方向余弦矩阵为：构建变换矩阵r
i
：
s22.按照步骤s21的过程确定出变换矩阵r
i+1
，并计算第i+1时刻相对于第i时刻的旋转角增量矩阵rot
i
：若输电导线旋转轴为变化的x轴时，则旋转角增量rot
i
为-r
23
；若输电导线旋转轴为变化的z轴时，则旋转角增量rot
i
为r
21
；s23.计算第i+1时刻的总旋转角θ
i
：其中，rot
j
的取值为输电导线旋转轴为变化的x轴或者z轴，当x轴与输电导线的轴线平行时，则rot
j
取x轴的旋转角增量，当z轴与输电导线的轴向平行时，则rot
j
取z的旋转角增量，其中，x、y和z表示的三轴欧拉角姿态传感器的x、y和z轴。3.根据权利要求2所述基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法，其特征在于：步骤对输电导线总旋转角度进行经验模态分解具体包括：s31.将各个时刻的总旋转角θ
i
进行拟合形成连续曲线θ(t)并将连续曲线θ(t)作为初始信号；s32.找出初始信号θ(t)所有局部最大值和局部最小值，然后在局部最大值之间和局部最小值之间采用三次样条插值处理，形成包含所有局部最大值的上包络线e
max
(t)和包含所有局部最小值的下包络线e
min
(t)；s33.计算上包络线e
max
(t)和下包络线e
min
(t)的平均值得到均值包络线m1(t)：确定第一个imf分量h1(t)：h1(t)＝θ(t)-m1(t)；s34.判断第一个imf分量h1(t)是否满足固有模态函数条件：局部极大值与局部极小值数目之和必须与过零点的数目相等或至多相差一个且imf分量h1(t)的波形对称；如满足，则第一个imf分量h1(t)为初始信号θ(t)的第一阶固有模态函数c1(t)，执行步骤s36，如否，则将imf分量h1(t)作为新的初始信号，执行步骤s35；s35.计算第二imf分量h
1，1
(t)：h
1,1
(t)＝h1(t)-m
1,1
(t)，其中，m
1，1
(t)为imf分量h1(t)的上包络线和下包络线的均值，重复步骤s33和s34，直至h
1，k
(t)＝h
1,k-1
(t)-m
1,k-1
(t)满足步骤s33中所设定的固有模态函数条件，那么将第一阶固有模态函数c1(t)定义为h
1,k
(t)；s36.计算剩余分量r1(t)：r1(t)＝x(t)-c1(t)；s37.计算剩余分量r1(t)作为新的初始信号，返回步骤s32中，直至第n次的剩余分量r
n
(t)为常数或者为单调函数，则结束经验模态分解过程，且初始信号θ(t)表示为：其中，c
k
(t)表示第k个固有模态函数分量。4.根据权利要求3所述基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法，其特征在于：步骤s4中，具体包括：s41.对固有模态分量imf1进行希尔伯特变换处理：对第k个固有模态函数分量c
k
(t)按照如下公式变换：s42.确定第k个固有模态函数分量c
k
(t)的幅值a
k
(t)：s43.计算第k个固有模态函数分量的能量e
k
：t0和t1分别表示设定的积分起始时刻点和终止时刻点；s44.计算第k阶能量变化百分比s44.计算第k阶能量变化百分比s45.找出能量百分比中第r个能量百分比，该第r个能量百分比之前的能量百分比的值变大，且第r个能量百分比后的能量百分比值开始变小，则将第r个能量百分比及之后的能量百分比所对应的固有模态分量imf1作为频域的域分量。5.根据权利要求4所述基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法，其特征在于：步骤s5中具体包括：对频域的域分量进行累加求和，然后将频域的域分量的和按照步骤s31-s37中的过程进行经验模态分解，得到imf2分量；对imf2分量按照步骤s41-s43的步骤，确定出imf2分量的能量值；以60秒为时间窗口，步长为3秒，将各个imf2分量的能量值划分到不同窗口中，计算相邻窗口的能量变化百分比窗口的能量变化百分比窗口的能量变化百分比表示imf2分量的第t
i+1
时间窗口的能量值，表示imf2分量第t
i
时间窗口的能量值；找出能量变化百分比中第m个时间窗口的能量百分比，该第m个时间窗口之前的时间窗口的能量百分比逐渐增大，而第m个窗口与第m+1个窗口的能量百分比值小于设定值时，则将第m个以及第m+1个时间窗口中的各能量对应的imf2分量作为时域的域分量，将第m个时间窗口内的时域的域分量至与第m+1个时间窗口中时域的时域分量之和作差后的绝对值作为覆冰所导致的真实扭转角，如果没有出现第m个能量百分比小于设定值时，则输电导线没
有发生覆冰扭转的情况。

技术总结
本发明提供的一种基于欧拉角姿态传感器的输电导线覆冰扭转角测量方法，包括以下步骤：S1.采用三轴欧拉角姿态传感器在输电导线的监测点采集输电导线扭转角度数据；S2.基于输电导线扭转角度数据确定出输电导线总旋转角度；S3.对输电导线总旋转角度进行经验模态分解得到总旋转角度的固有模态分量IMF1；S4.对总旋转角度的固有模态分量IMF1进行希尔伯特变换处理，得到固有模态分量IMF1的能量；S5.对固有模态分量IMF1的能量进行频域分析处理，确定出频域的域分量；S6.对频域的域分量进行经验模态分解后得到IMF2分量，对IMF2分量进行希尔伯特变换，得到IMF2分量的能量，对IMF2分量的能量进行时域分析处理，得到输电导线覆冰导致的真实扭转角。导致的真实扭转角。导致的真实扭转角。


技术研发人员：张志劲 李冉 蒋正龙 蒋兴良 胡建林 胡琴 郑华龙 朱思国
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/10/5