CN110503069B - 电流波形波动起点识别方法及电子设备、可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电流波形波动起点识别方法，包括以下步骤：在总电流波形中识别并提取波动段波形和临近波动段波形前端的稳段波形，统计所述平稳段波中每一数据点的均值、每一数据点与均值之间的差值A，以及相邻两数据点的差值B，依据差值A计算平均波动限值，依据差值B计算相邻波动限值；从波动段波形前端依次搜索计算每一数据点与均值之间的差值C，直至差值C超出平均波动限值，将当前的数据点称为第一数据点；从第一数据点沿波动段波形反向搜索计算每一数据点与前一数据点之间的差值D，直至差值D不超出所述相邻波动限值，将当前的数据点标记为波动起点。本发明可准确识别波动起点的位置，且识别速度快。本发明还公开了对应的电子设备。

Description

电流波形波动起点识别方法及电子设备、可读存储介质
技术领域
本发明涉及一种信号波形识别技术，具体是指一种能够有效识别核电厂控制棒驱动机构线圈电流波形波动起点的技术。
背景技术
在核电站启堆、功率转换和停堆过程中，通过控制控制棒的提升、插入和保持运动，从而控制反应堆的反应性，保证反应堆始终工作在受控状态。根据控制棒在堆芯中的不同位置和功能，通常将控制棒分组(如温度棒组、功率棒组、停堆棒组等等)，同一子组内的4根控制棒在堆芯中对称布置(堆芯中心的控制棒单独为1个子组)，且在运行时联动。
控制棒的提升、插入和保持运动是通过控制棒驱动机构(电磁线圈，CRDM)来实现的，控制棒驱动机构通过驱动杆组件与控制棒连接。控制棒驱动机构一般采用步进式磁力提升型，其线圈组件一般包含3个电磁线圈，即：提升线圈(LC线圈)、移动线圈(MG线圈)、保持线圈(SG线圈)。线圈组件的电磁线圈和磁轭与钩爪组件对应的铁芯部件构成了3个“电磁铁”，从上到下分别是“提升电磁铁”、“移动电磁铁”和“保持电磁铁”。其作用如下：提升线圈(LC线圈)激磁，使提升衔铁吸合，带动移动钩爪(MG钩爪)提升一个步距；(LC线圈)去磁使提升衔铁打开，带动移动钩爪(MG钩爪)复位。移动线圈(MG线圈)激磁，使移动衔铁吸合，带动连杆向上移动，使移动钩爪(MG钩爪)摆入驱动杆环形槽中，与驱动杆环形齿啮合；MG线圈去磁使移动衔铁打开，带动连杆下降，使移动钩爪摆出驱动杆环形槽，与驱动杆环形齿脱离啮合。保持线圈(SG线圈)激磁，使保持衔铁吸合，带动连杆向上移动，使保持钩爪(SG钩爪)摆入驱动杆环形槽中，与驱动杆环形齿啮合；SG线圈去磁使保持衔铁打开，带动连杆下降，使保持钩爪(SG钩爪)摆出驱动杆环形槽，与驱动杆环形齿脱离啮合。
控制棒控制系统按照设定好的顺序分别给3个电磁线圈发送不同的电流从而控制线圈的激磁和去磁，就可以使与之对应的钩爪组件中的3个“电磁铁”铁芯部件投入运行，从而控制驱动杆组件的运动带动控制棒提升、插入或者保持。当钩爪动作时间出现故障时，往往会导致控制棒失控，出现滑棒、掉棒等故障，故需要对整个提棒插棒过程中，钩爪动作的时间进行监控，故需要计算钩爪动作的起始和结束时间。尤其是对于线圈电流的起点，往往需要精准识别。
在中国专利CN200610145682.0中公开了一种信号处理中波形识别的方法，该方法依赖于已有的信号数据来识别波形，必须建立在原有大量波形的基础上来识别现有波形，且依据信号沿类型和信号沿的幅度，与存储的相应波形比较来判断信号沿是否有效，来计算脉冲宽度，但是此方法难以准确确定波形上升或者下降的起始点。
在中国专利CN201210001045.1中，公开了一种基于高铁运行特征工况波形库的波形识别方法，该方法依赖特征工况波形库来分析异常波形，也需要建立在原有大量波形的基础上来识别现有波形，且不能准确确定波形上升或者下降的起始点。
故，急需一种可解决上述问题，可以准确确定波形波动起点的电流波形算法。
发明内容
本发明的目的是提供一种电流波形波动起点识别方法、电子设备及可读存储介质，可准确识别波动起点的位置，且识别速度快。
为了实现上有目的，本发明公开了一种电流波形波动起点识别方法，包括以下步骤：(1)获得总电流波形，识别并提取总电流波形中的波动段波形和临近所述波动段波形且位于所述波动段波形前的平稳段波形，统计所述平稳段波中每一数据点的均值、每一数据点与所述均值之间的差值A，以及相邻两数据点的差值B，依据所述差值A计算平均波动限值，依据所述差值B计算相邻波动限值；(2)计算所述波动段波形上每一数据点的数值，从所述波动段波形前端依次正向搜索计算每一数据点与所述均值之间的差值C，直至所述差值C超出所述平均波动限值，将当前的数据点称为第一数据点；(3)从所述第一数据点沿所述波动段波形反向搜索计算每一数据点与前一数据点之间的差值D，直至所述差值D不超出所述相邻波动限值，将当前的数据点标记为波动起点。
与现有技术相比，本发明先识别并提取总电流波形中的波动段波形，然后比较波动段波形中每一数据点的数值与该波动段波形前的平稳段数值比较，确定波动大的异常点，然后从该异常点反向搜索波动起点，一方面，波动段波形的参考数值为波动段波形前侧的平稳段数值，不但可以有效排除数据采集等其他干扰，使得参考数值随着干扰环境的改变而改变，检测结果准确；另一方面，先搜索到异常明显的第一数据点，再反向搜索到准确的波动起点，计算速度快，无需计算每一数据点与前一数据点的差异值，识别速度快。
较佳地，所述步骤(1)中“依据所述差值A计算平均波动限值”的方法为，将所述差值A乘以第一预设系数以获得所述平均波动限值。
较佳地，“依据所述差值B计算相邻波动限值”的方法为：统计所述差值B的差异分布以获得每一差值B的概率，依据每一所述差值B的概率求取差异值期望以获得波动期望值，依据所述波动期望值获得相邻波动限值。
具体地，“依据所述波动期望值获得相邻波动限值”的方法为，将所述波动期望值乘以第二预设系数从而获得所述相邻波动限值。
较佳地，识别总电流波形中波动段波形的方法为：依据波形变化趋势寻找信号波形中的上升沿或者下降沿，判断所述上升沿和下降沿的幅度是否超出预设幅度，若是则抓取所述上升沿或下降沿以及所述上升沿或下降沿前后若干个数据点的波形作为波动段波形。
较佳地，“识别并提取临近所述波动段波形且位于所述波动段波形前的平稳段波形”的方法为：抓取所述波动段波形的前端之前的若干个数据点的波形作为所述平稳段波形。
较佳地，所述电流波形为核电站控制棒驱动机构中线圈电流的波形。
更佳地，获得总电流波形的步骤包括：采集核电站控制棒驱动机构中线圈电流的波形以获得采样波形，对所述采样波形进行低通滤波处理，以获得总电流波形。
本发明还公开了一种电子设备，包括采集装置、一个或多个处理器、存储器，以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行，采集装置采集线圈电流，处理器与采集装置相连并获得所述线圈电流，依据所述线圈电流生成总电流波形，所述程序包括用于执行如上所述的电流波形波动起点识别方法的指令。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行如上所述的电流波形波动起点识别方法。
附图说明
图1是本发明电流波形波动起点识别方法的流程图。
图2是本发明电流波形波动起点识别方法的波动段波形的示意图。
图3是本发明电子设备的结构框图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参考图1，本发明公开了一种电流波形波动起点识别方法100，包括以下步骤：(11)获得总电流波形，(12)识别并提取总电流波形中的波动段波形和临近所述波动段波形且位于所述波动段波形前的平稳段波形，(13)统计所述平稳段波中每一数据点的均值、每一数据点与所述均值之间的差值A，以及相邻两数据点的差值B，依据所述差值A计算平均波动限值，依据所述差值B计算相邻波动限值；(14)计算所述波动段波形上每一数据点的数值，从所述波动段波形前端依次正向搜索计算每一数据点与所述均值之间的差值C，直至所述差值C超出所述平均波动限值(差值C的绝对值大于平均波动限值的绝对值)，将当前的数据点称为第一数据点W(如图2所示)；(15)从所述第一数据点W沿所述波动段波形反向搜索计算每一数据点与前一数据点W之间的差值D，直至所述差值D超出所述相邻波动限值(差值D的绝对值小于相邻波动限值的绝对值)，将当前的数据点标记为波动起点Q(如图2所示)。波动段波形为上升段波形或下降段波形。
其中，所述电流波形为核电站控制棒驱动机构中线圈电流的波形。步骤(11)中获得总电流波形的步骤包括：采集核电站控制棒驱动机构中线圈电流的波形以获得采样波形，对所述采样波形进行低通滤波处理，以获得总电流波形。
其中，步骤(13)中“依据所述差值A计算平均波动限值”的方法为，将所述差值A乘以第一预设系数以获得所述平均波动限值。
其中，步骤(13)中“依据所述差值B计算相邻波动限值”的方法为：统计所述差值B的差异分布以获得每一差值B的概率，依据每一所述差值B的概率求取差异值期望以获得波动期望值，依据所述波动期望值获得相邻波动限值，使得小于等于相邻波动限值的差值B的概率之和大于等于某一个预设百分比(例如百分之85等数值)。
具体地，“依据所述波动期望值获得相邻波动限值”的方法为，将所述波动期望值乘以第二预设系数从而获得所述相邻波动限值。
以上的第一预设系数和第二预设系数可以有机组的历史波形数据确定，该第一预设系数和第二预设系数的阈值需要小于对应的波形幅值(差值A)的最大值除以均值，波动范围系数越小，搜索到起点Q越靠近平稳段。
较佳者，依据波形变化趋势寻找信号波形中的上升沿或者下降沿，判断所述上升沿和下降沿的幅度是否超出预设幅度，若是则抓取所述上升沿或下降沿以及所述上升沿或下降沿后的若干个数据点的波形作为波动段波形。上述若干个数据点的数目由技术人员依据第一预设系数的大小决定，本实施例中，选择100-300个数据点之间的数目。
具体地，识别总电流波形中波动段波形的方法为：对所述总电流波形中所有数据点依次索引5个数据点(当然，选择其他大于等于3的数据点)，若5个数据点依次增大或缩小，且第5个数据点与第1个数据点之间的变化幅度超出预设幅度(例如0.2，当然也可以依据实际需要选择其他数值)，则判断波形对应的上升波段形或下降段波形，抓取当前所述5个数据点后150个数据点的波形作为波动段波形。当然，也可以使用其他方法识别波动段波形，并不限于该方法。
其中，步骤(12)中，识别并提取临近所述波动段波形且位于所述波动段波形前的平稳段波形的方法为：抓取当前所述5个数据点之前的50个数据(当然，也可以选择其他大于等于10的数目的数据点，以30到100之间为佳)点的波形作为所述平稳段波形。当然，在另一实施例中，也可以直接抓取所述波动段波形的前端前数个数据点之前的若干个数据点的波形作为所述平稳段波形。例如，抓取波动段波形的前端前两个数据点之前的50个数据点的波形作为平稳段波形。平稳段波形和波动段波形之间也可以间隔少数个数据点，也可以直接相邻。
参考图3，本发明还公开了一种电子设备200，包括：采集装置24、一个或多个处理器21、存储器22，以及一个或多个程序23，其中所述一个或多个程序23被存储在所述存储器22中，并且被配置成由一个或多个处理器21执行，采集装置24采集线圈电流，处理器21与采集装置24相连并获得所述线圈电流，依据所述线圈电流生成总电流波形，所述程序23包括用于执行如上所述的电流波形波动起点识别方法100的指令。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电流波形波动起点识别方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)获得总电流波形，识别并提取总电流波形中的波动段波形和临近所述波动段波形且位于所述波动段波形前的平稳段波形，统计所述平稳段波中每一数据点的均值、每一数据点与所述均值之间的差值A，以及相邻两数据点的差值B，依据所述差值A计算平均波动限值，依据所述差值B计算相邻波动限值；
(2)计算所述波动段波形上每一数据点的数值，从所述波动段波形前端依次正向搜索计算每一数据点与所述均值之间的差值C，直至所述差值C超出所述平均波动限值，将当前的数据点称为第一数据点；
(3)从所述第一数据点沿所述波动段波形反向搜索计算每一数据点与前一数据点之间的差值D，直至所述差值D不超出所述相邻波动限值，将当前的数据点标记为波动起点。
2.如权利要求1所述的电流波形波动起点识别方法，其特征在于：所述步骤(1)中“依据所述差值A计算平均波动限值”的方法为，将所述差值A乘以第一预设系数以获得所述平均波动限值。
3.如权利要求1所述的电流波形波动起点识别方法，其特征在于：“依据所述差值B计算相邻波动限值”的方法为：统计所述差值B的差异分布以获得每一差值B的概率，依据每一所述差值B的概率求取差异值期望以获得波动期望值，依据所述波动期望值获得相邻波动限值。
4.如权利要求3所述的电流波形波动起点识别方法，其特征在于：“依据所述波动期望值获得相邻波动限值”的方法为，将所述波动期望值乘以第二预设系数从而获得所述相邻波动限值。
5.如权利要求1所述的电流波形波动起点识别方法，其特征在于：识别总电流波形中波动段波形的方法为：依据波形变化趋势寻找信号波形中的上升沿或者下降沿，判断所述上升沿和下降沿的幅度是否超出预设幅度，若是则抓取所述上升沿或下降沿以及所述上升沿或下降沿后的预设个数据点的波形作为波动段波形。
6.如权利要求1所述的电流波形波动起点识别方法，其特征在于：“识别并提取临近所述波动段波形且位于所述波动段波形前的平稳段波形”的方法为：抓取所述波动段波形的前端之前的若干个数据点的波形作为所述平稳段波形。
7.如权利要求1所述的电流波形波动起点识别方法，其特征在于：所述电流波形为核电站控制棒驱动机构中线圈电流的波形。
8.如权利要求7所述的电流波形波动起点识别方法，其特征在于：获得总电流波形的步骤包括：采集核电站控制棒驱动机构中线圈电流的波形以获得采样波形，对所述采样波形进行低通滤波处理，以获得总电流波形。
9.一种电子设备，其特征在于：包括：
采集装置，采集线圈电流；
一个或多个处理器，与所述采集装置相连并获得所述线圈电流，依据所述线圈电流生成总电流波形；
存储器；以及
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1-8中任一项所述的电流波形波动起点识别方法的指令。
10.一种计算机可读存储介质，包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序可被处理器执行如权利要求1-8中任一项所述的电流波形波动起点识别方法。
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