谈数字化处理与检测技术在电气领域的研究论文

时间：2021-08-31

　　一、数字化处理技术在电气工程自动化中的应用特点

　　随着科学技术的发展，数字化处理技术的应用领域也越来越广泛，尤其是在电气工程自动化领域，更是具有其独特的特点如下：

　　1、数字化处理技术具有可靠性。数字化技术的发展是以计算机网络与高端的智能化电气系统为基础的，所以，应用数字化可以减少对其他传统设备的使用，操作更加简便，而且具有较高的准确率，同时，数字化互感器与光纤的应用，更能够有效的提高电气自动化应用中的安全。数字化、网络化，可以将模拟技术转化为数字技术，而且数字技术中的技术含量更高，在市场中占有更大的比例，具有较好的平衡性，明确定位性，具有良好的市场发展前景。

　　2、数字化处理技术具有较高的性价比。应用数字化技术，可以有效的保证设备自动运行，检查、诊断等，而且具有很强的通信能力，丰富的信息资料，同时，数字化技术还具有智能化的特点，在应用中有统一的高标准规范，清晰的结构，在保证质量的基础上为企业节约了大量的成本。此外，开放性的数字化系统更能够为电气工程自动化方面在应用和技术更新中提供基础条件。这种技术为数据信息的共享，电气工程自动化的高效率使用提供了可能。

　　例如，在使用仪器进行样品分析时，可以进行测试、样品分析定位，在线数据分析和结果评估；以便在输入数据与输出分析结果时进行控制，提高操作效率，保证服务质量；还能与多项技术、多种机器设备之间进行连接使用，技术之间的串联运用，对于分析复杂的电气自动化方面的问题处理更加有效，计算结果会更加精确，并用更加优化的处理方式进行数据处理分析。数字化技术在电气工程自动化中的应用，产生了优质的性价比。

　　3、数字化处理技术具有强大的可操作性。因为数字化技术的发展都是以计算机技术为基础的，所以，在操作方面都具有间接性，只要输入相应的操作指令和程序，设备就会自动开始运行，而且，本身也具有对指令的判断能力和辨析能力，通过传输设备。

　　例如，光缆、电缆、互联网等介质进行信息传递，同时，数字化技术自身还具有逻辑分析能力，能够自动化的进行信息数量、准确度的校正，降低成本的消耗，而且还保证了安全性。此外，数字化平台的开放性也带来了操作代码的标准化，有效的提高了程序的使用率，缩减了程序的编写时间；与此同时，计算机的操作系统，如windows等，也开始了语言，操作代码的标准化与统一化，由于个人计算机的控制系统具有灵活性，吸引了大批的用户使用和喜爱。

　　从这些方面可以看出，计算机技术带领的产业发展方向已经趋向于电子商务，无论是管理，还是在电气工程自动化内部的存储应用，每个环节都实现了数字控制，并在此基础上应用微电子技术及其处理设备，完善了电气工程自动化的应用环境，数字化技术的地位也是越来越重要。

　　二、数字处理技术在电气自动化设备检测中的应用

　　通过信号处理，能够抑止干扰、保留或增加有用的信号，提炼信号特征，从中获得与故障相关的征兆，利用征兆进行故障诊断。时域分析、快速傅立叶变换频域分析、小波分析、小波包分析等信号处理提取技术的发展为电气设备的检测诊断提供了前提条件。

　　利用小波变换的多分辨率性质，基于信号和随机噪声在小波变换域中不同的模极大值系数特征，提取信号和噪声在多尺度分辨空间中的波形特征，而且根据表征该特征的小波系数模极大值传播特性的不同，来实现对信号波形的有效检测。小波分析能准确的反映故障发生的'时间、位置等信息，并能对电气设备进行实时有效的状态检测和故障诊断。

　　三、电气设备检侧技术的发展方向

　　1、电气设备检测的信息融合技术发展

　　在电气设备检测中引入多传感器与数字化信息融合技术，首先是可以拓宽信息来源渠道，其次是可以改善信息处理的质量，提高诊断的准确性，以便对设备的运行状态有整体的、全面的了解。这种技术最大的优点是能够提高测量抗干扰的能力，因为不同的传感器对干扰的反映灵敏度不同，尽管在某些传感器中可能存在比较强的干扰信号，但是当与其他对电磁干扰反映不灵敏的传感器信息进行融合之后，就可以剔除其中所包含的干扰信号分量。

　　2、基于虚拟信号技术的发展

　　虚拟仪器技术是当前测试与控制领域技术的研究热点，它是以计算机及网络为基础，以软件为核心的自然科学信息测试、分析、存储、传输与控制系统。通过虚拟技术，系统的界面更加形象逼真，具有良好的可视性和交互性，可以明了的表现电气系统的状态。

　　3、远程电气信号检测和网络化跟踪

　　随着分布式计算技术、大型数据库技术、面向对象的软件技术和宽带数字通信技术的长足发展，基于因特网的电气设备故障检测将成为现实，将设备诊断技术与计算机网络技术相结合，采集设备状态数据，实现对设备故障的早期诊断和及时维修。远程监测和诊断可实现全国范围内的诊断知识与数据共享，远程协作诊断以因特网为桥梁，必将在时间和空间上缩短电力设备和诊断专家的距离。

　　4、基于人工智能的信号数字化检测系统开发

　　所谓的人工智能是以模型化的计算机来代替人的思维方式解决问题的一种方法。专家系统实际上是人工智能计算机程序系统，通过汇集和管理不同来源的众多专家知识，用仿人类专家推理过程的计算机模型来解决现实生活中某些复杂的重要问题，而目前专家系统的问题是缺乏有效的诊断知识表达、不确定性的知识推理及知识获取困难；神经网络的兴起开辟了一条崭新的途径，它是由大量处理单元互连而成的网络，是在现代神经生物学和认知科学对人类信息处理研究成果的基础上提出的，具有很强的自适应能力、学习能力、并行能力、容错能力和鲁棒性，从而可以代替复杂耗时的传统算法，使信号处理过程更接近人类思维活动；状态监测与故障诊断中经常用模糊的自然语言来说明状态的特征，为了准确有效的判断具有模糊征兆的状态，必须用模糊集合的概念对其是否属于某个状态的原因进行描述，特别对于一些征兆与状态之间无法确定的数学模型的复杂的机械系统，只有在获取系统状态的综合效应、积累维修经验和集中专家意见的前提下，用模糊的方法进行状态监控。

　　5、开放式电气信号数字化故障诊断系统

　　开放式电气信号数字化故障诊断系统是通过网络连接的远程故障诊断系统，与传统的故障诊断系统有着本质的区别。传统的故障诊断系统的数据库是封闭或半封闭的，其构造和输入都需要设计人员来修改，而远程故障诊断系统的知识库必须是基于Web数据库的开放式体系结构，设计者只需完成一个简单的系统框架，知识库的填充是在系统的维护与使用过程中不断充实的，从而使整个系统具有灵活性，可扩展性。

　　6、基于数字化的寿命周期成本管理

　　实行状态检测的最终目的就是为了提高经济效益和降低生产成本，当电气设备运行到一定的年限，设备的检修费用可能会高于重新配置设备的费用，这与状态检测的初衷是相悖的。而基于设备寿命周期费用管理就是以设备在整个寿命周期内所花费的总费用为评价指标，比仅仅根据检测诊断、寿命预测、可靠性分析进行状态检修更加合瑾，更符合所追求的目标，基于这种方法的状态检修决策要同时考虑本次检修和本次检修对设备长期运行效率和成本的影响，从而提出更加切合实际的维修、更新措施。

　　结束语：

　　通过以上对于电气设备检侧技术发展方向的分析，我们可以进一步明确，信号数字化应用于电气检测的各个领域。从多方面来讲，电气信号数字化检测是今后发展的方向。我们应该从理论与实践上进一步推进电气设备检测技术的不断发展，为企业提供良好的技术保障。

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