开题报告(结束).ppt

研究生：李伟导师：唐炬教授2008年7月,全封闭组合电器复合绝缘缺陷局放盲源分离研究,开题报告主要内容,3.复合PD信号采用盲源分离的可行性分析,6.研究计划,1.GIS内复合PD信号存在的可能性,自由金属微粒,固定金属突出物,绝缘子污染,绝缘子气隙,常见缺陷,问题：检测到复合PD信号如何处理？,2.盲源分离（BSS）研究的主要对象,鸡尾酒会中，与会者同时在同一个房间里面交谈，各人的讲话声音经过反射和其他人的声音以及背景噪声混合在一起，传入人的耳朵。人的听觉系统在这个酒会环境里，可以有选择地听取某个人的讲话声音，而同时感觉其他人的声音和背景噪声似乎不存在(或者影响很小)。因此，人们感兴趣的问题就是:是否可以用一个麦克风阵列，将这些声音转换成观测数据，然后通过盲信号分离方法提取出我们所关心的某个人的声音。,A:典型例子:,鸡尾酒会(cocktailparty),B.盲源分离(BSS):是要解决从若干个观测数据(源信号的混合)中估计(分离或者提取)未知源信号的问题，也就是通过一组传感器(电极、天线等)的输出获得观测信号，再通过这些观测信号采用盲源分离算法恢复源信号。,2.盲源分离（BSS）研究的主要对象,盲,图像识别,波达方向估计,生物医学信号,无线通信,地球信号,语音识别,当前应用领域,2.盲源分离（BSS）研究的主要对象,C.当前的应用领域：,国内从事BSP的主要高校：,清华大学大连理工大学上海交通大学东南大学西安电子科技大学,主要研究领域：1.通信；2.语音信号；3.数据压缩与特征提取；4.海洋生物信号；5.脑信号等等,A.GIS中PD信号与“鸡尾酒会”问题语音信号的比较：,3.复合PD信号采用盲源分离的可行性分析,相同点,区别,电磁波和声波,空气和SF6,都是气体,回响和反射波，卷积混合,3.复合PD信号采用盲源分离的可行性分析,B:波形比较：,波形计算,应把反射波作为GIS内部结构特征的反映，不能丢！,等时,a.PD实测波形（Fs=10GHz,50ns/div）,t10ns;T=100ns;V=0.25m/ns,s=2.5mS13.75m,在以传感器UHF的检测点O为中心，前后2.5m内（OB,OB）的距离内，若有几个局放PD信号在t时间内产生，几个PD信号的第一个振荡波内就能够混合构成复合信号；在前后13.75m内(OA,OA)的距离内，几个PD信号在T时间内构成复合信号。,t,5ns,t,15ns,PD信号相位部分重叠构成复合信号；如果更多的信号混合，就更像语音信号；如果采用UHF传感器，这种波形特征就决定了，并非是12ns的脉冲！,必须分离，否则无法判断！,3.复合PD信号采用盲源分离的可行性分析,C:BSS前提条（M=N）：,3.复合PD信号采用盲源分离的可行性分析,1,2,3,BSS,实测信号,3个条件,混合矩阵列满秩,零均值，随机，相互独立,至多一个高斯分布,3.复合PD信号采用盲源分离的可行性分析,D.通过人工构造复合PD信号信号盲分离验证：,X=HS,S1,S2,X1,X2,BSS,Y=WX,Y1,Y2,盲源分离的特点：1.幅值的不确定性；2.波形极性的不确定性；3.顺序的不确定性。,不影响对PD波形的判断！,BSS可用于复合PD信号！,线性瞬时混合,4.研究课题的学术意义和使用意义,从有针对性地研究盲信号分离理论的角度，具有较高的学术理论意义：1.线性瞬时混叠矩阵混合信号；2.卷积混叠矩阵混合信号。事实上，不论是线性瞬时混叠信号的盲分离还是卷积混叠信号的盲分离都还有许多理论上的问题需要解决，如算法的全局收敛性和渐进稳定性等问题的分析以及算法的鲁棒性研究等，有待研究的方向集中以下几个方面：1）.带噪声混叠信号的盲源分离；2）.欠定盲源分离（信号源数多于传感器数）；3）.信号源数的估计；4).非平稳混叠信号的盲分离。迄今为止,大多数理论和算法都是关于瞬时混合的盲信号分离问题,而关于卷积混合盲信号分离问题的研究却比较少。然而,在许多实际应用环境中,信号的混合方式往往是卷积混合,就只能用卷积混合的理论和算法解决，其分离算法还在发展之中，尚未见到通用、成熟的反卷积盲分离算法，需要针对具体问题进行深入研究。,从实际判断GIS内部绝缘状况的需要以及当前国内外对GIS中PD复合信号研究空白的角度，具有应用价值和前沿性：GIS是由多电气元件构成的复杂系统，其内部多局放源产生的可能性必然存在。GIS内一旦产生多局放源，则PD传感器检测的是由几个局放信号非线性混合形成的复合信号，由于此时每个传感器检测的信号波形本生不代表其中任何一个真实的局放波形，如果按照一个局放源产生的PD信号来处理，必然会对GIS内部的绝缘缺陷产生误判。在这种情况下，对这种由多局放源产生PD形成的复合信号进行有效地分离，恢复出源信号的真实波形，自然就成为GIS内部PD信号处理的课题，是为准确判断GIS内部绝缘状况、区分绝缘缺陷类型以及迅速查找局放位置等提供信号支持的必然前提。,5.研究课题的主要内容,研究平台：,T型GIS装置；UHF传感器；示波器信号发生器.,1.信号处理；2.小波变换；3.盲分离理论.,研究内容：,6.研究计划,a.学习盲源分离的相关理论；b.采用已经研制的纳秒脉冲源装置，改进成PD信号脉冲源;c.在实验室的GIS上进行单一绝缘缺陷、复合绝缘缺陷试验，采集试验信号数据；d.研究适合于GIS的瞬时线性混合盲源分离算法；e.发表论文1篇；,a.研究GIS中的盲源点数估计；b.研究GIS中的混合信号的传播特性（估计卷积混叠矩阵）；c.研究