一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于智能电网技术领域，具体涉及一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法。
【【背景技术】】
[0002]高压开关断路器的机构上安装有一种进行机构运动行程采集的传感器，该传感器在断路器进行分合的过程中，会跟随机构一起运动，它所采集的运动信息即行程曲线反映了断路器机构的健康状态，行程曲线的变化情况与机构各部件的状态密切相关，根据行业标准规定，行程曲线的偏移应在包络线的范围内，否则意味着断路器不能按规定进行正常的开关，因此对行程曲线的包络线分析至关重要。包络线的准确程度也直接影响了分析结果的精准性。
[0003]目前获取形成曲线的包络线通过直接进行平移或者求两点之间的垂线而获得，由于行程曲线变化复杂，采用上述两种方法容易对分析结果造成较大的误差。
[0004]鉴于以上问题，实有必要提供一种新的方法，以更精准地获得行程曲线的包络线。
【
【发明内容】
】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法，该方法以实际的行程曲线为基准曲线，将该曲线转换为二维空间的轨迹图像，然后使用满足包络线要求的圆沿着该轨迹进行运动，即可获得包络线，该方法有效的提高了获得行程曲线的精准度。
[0006]本发明采用以下技术方案:
[0007]—种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法，包括以下步骤:A.以断路器实际的行程曲线为标准曲线，将该标准曲线转换为二维坐标系内，获得二维空间的轨迹图像;B.根据包络线限值要求，生成用于运动的圆形图像，该圆形图像的圆心为标准曲线的起点;C.使步骤B中的圆形图像的中心沿二维坐标系下的轨迹图像进行运动，获得运动区域图像;D.提取运动区域图像轮廓，生成包络线。
[0008]在步骤A中，将标准曲线转换为二维坐标系的具体方法为:二维坐标系的X轴为时间，Y轴为行程，标准曲线中Y轴的最小值位于X轴上，标准曲线的首个数据点位于Y轴上，保证最大Y轴坐标刻度大于标准曲线数据中的最大值与包络线限值的和，最小Y轴坐标刻度小于标准曲线数据中的最小值与包络线限值的差;且保证X轴最小坐标刻度是0，最大坐标刻度是采样时间的截止点。
[0009]在步骤B中，用于运动的圆形图像的半径为标准曲线的最大行程与包络线限制的乘积。
[0010]在步骤C中，圆形图像自标准曲线起点开始运动直至标准曲线的终点。
[0011]步骤D的具体方法为:对圆形图像的运动区域图像的轮廓信息进行提取，得到上下两条轮廓曲线;若轮廓曲线中数据点数与标准曲线点数存在差异，则根据标准曲线点数进行插值处理，保证数据点数相同；最终获取的两条轮廓曲线即为包络线。
[0012]与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果:本发明将实际测得的机械行程曲线作为标准曲线，将其转换为二维空间的轨迹图像，使用满足包络线限值要求的圆沿着轨迹进行运动，其运动区域的边界即是所需的包络线，通过此方法可以有效的提高行程曲线包络线的精准度。
【【附图说明】】
[0013]图1为利用本发明的方法生成包络线的示意图；
[0014]图2为利用本发明的方法生成包络线的流程示意图。
【【具体实施方式】】
[0015]下面将结合附图，对本发明实施例进行详细描述。
[0016]参见图2并结合图1，本发明实施例提供了一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法，该方法包括以下步骤:
[0017]S10:将标准曲线转换为二维平面图像；
[0018]每一个型号的断路器，都有一条唯一的标准曲线，该标准曲线是通过机械特性监测装置按照1k的采样率采集获得，该标准曲线由若干个行程数据点组成，是一个一维数组。
[0019]在二维平面内建立一个坐标系，X轴为时间，Y轴为行程，将标准曲线的数据按照时间点分布放置到该二维平面，时间点起始为0，截至点为最后一个数据所处的时刻Xmax。如果行程的最小值不为零，则将曲线在纵坐标方向上进行平移，使行程最小值位于X轴上。
[0020]换句话说，标准曲线中，Y轴的最小值位于X轴上，标准曲线的首个数据点位于Y轴上，保证最大Y轴坐标刻度大于标准曲线数据中的最大值与包络线限值的和，最小Y轴坐标刻度小于标准曲线数据中的最小值与包络线限值的差;保证X轴最小坐标刻度是0，最大坐标刻度是采样时间的截止点。
[0021]二维坐标系建立好之后，获取坐标系Y轴最大刻度和最小刻度以及X轴上时间刻度O开始到采样最大时间刻度区域之间的全部图像信息，生成运动轨迹数据。
[0022]假设行程的最大值是s= 200，包络线限值要求为5%。设定
[0023]a=[0，_(s*5%)*2];
[0024]b = [0，s+(s*5%)*2];
[0025]C=[S+(S*5%)*2，Xmax];
[0026]d = [s+(s*5% )*2 ,Xmax]
[0027]那么以[a，b，c，d]四个顶点产生的矩形区域为基准图像区域，如图1中7所示区域；标准曲线作为生成包络线的基准曲线和运动轨迹，如图1中I所示。
[0028]S20:生成用于运动的圆形图像；
[0029]如图1所示，以s*5%为半径，生成圆形图像4，将该圆形图像放置到二维坐标系内，且该圆形图像4的圆心为标准曲线的起点坐标。
[0030]S30:使圆形图像沿基准曲线进行运动；
[0031 ]如图1所示，圆形图像4沿着标准曲线I的起始点5开始运动，直到运动到终点6停止。
[0032]圆形图像4所经过的区域则是虚线3和4之间的区域，圆形图像的轨迹形成虚线3和4。
[0033]S40:提取运动经过的区域图像的轮廓；
[0034]如图1所示，虚线3和4之间的区域的边界则是所需的包络线，通过对图像进行轮廓提取，获取边界的数据点信息，即为包络线数据。若轮廓曲线中数据点数与标准曲线点数存在差异，则根据标准曲线点数进行插值处理，保证数据点数相同；最终获取的两条轮廓曲线即为包络线。
[0035]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，根据本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法，其特征在于:包括以下步骤: A.以断路器实际的行程曲线为标准曲线，将该标准曲线转换为二维坐标系内，获得二维空间的轨迹图像； B.根据包络线限值要求，生成用于运动的圆形图像，该圆形图像的圆心为标准曲线的起点； C.使步骤B中的圆形图像的中心沿二维坐标系下的轨迹图像进行运动，获得运动区域图像； D.提取运动区域图像轮廓，生成包络线。2.根据权利要求1所述的一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法，其特征在于:在步骤A中，将标准曲线转换为二维坐标系的具体方法为:二维坐标系的X轴为时间，Y轴为行程，标准曲线中Y轴的最小值位于X轴上，标准曲线的首个数据点位于Y轴上，保证最大Y轴坐标刻度大于标准曲线数据中的最大值与包络线限值的和，最小Y轴坐标刻度小于标准曲线数据中的最小值与包络线限值的差;且保证X轴最小坐标刻度是O，最大坐标刻度是采样时间的截止点。3.根据权利要求1所述的一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法，其特征在于:在步骤B中，用于运动的圆形图像的半径为标准曲线的最大行程与包络线限制的乘积。4.根据权利要求1所述的一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法，其特征在于:在步骤C中，圆形图像自标准曲线起点开始运动直至标准曲线的终点。5.根据权利要求1所述的一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法，其特征在于:步骤D的具体方法为:对圆形图像的运动区域图像的轮廓信息进行提取，得到上下两条轮廓曲线;若轮廓曲线中数据点数与标准曲线点数存在差异，则根据标准曲线点数进行插值处理，保证数据点数相同；最终获取的两条轮廓曲线即为包络线。
【专利摘要】本发明提供了一种开关设备机械行程曲线包络线的生成方法，以断路器实际的行程曲线为标准曲线，将该标准曲线转换为二维坐标系内，获得二维空间的轨迹图像；根据包络线限值要求，生成用于运动的圆形图像，该圆形图像的圆心为标准曲线的起点；使圆形图像的中心沿二维坐标系下的轨迹图像进行运动，获得运动区域图像；最后提取运动区域图像轮廓，生成包络线。本发明将实际测得的机械行程曲线作为基准标准曲线，将其转换为二维空间的轨迹图像，使用满足包络线限值要求的圆沿着轨迹进行运动，其运动区域的边界即是所需的包络线，通过此方法可以有效的提高行程曲线包络线的精准度。
【IPC分类】G06T11/20
【公开号】CN105528801
【申请号】CN201510908808
【发明人】张豪俊, 叶瑞, 张永强, 党建伟
【申请人】中国西电电气股份有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月9日