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照明變壓器故障排查與解決方案照明變壓器是現(xiàn)代照明系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。由于長時(shí)間使用、環(huán)境因素以及設(shè)備老化等原因，照明變壓器常常會(huì)出現(xiàn)各種故 -
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基于GP判別函數(shù)法的基本原理結(jié)構(gòu)和分類規(guī)則變壓器的絕緣故障診斷本質(zhì)上屬于模式分類問題，即以代表問題信息的特征向量為輸入，通過某種模型表示的分類規(guī)律將其劃分為不同的類別。判別函數(shù)法分類的原理是通過一個(gè)能代表分類規(guī)律的函數(shù)將特征向量所代表的高維空間向量投影到一維空間，根據(jù)函數(shù)值的不同區(qū)間實(shí)現(xiàn)對(duì)原始特征向量進(jìn)行分類的目的。當(dāng)這個(gè)函數(shù)的形式是特征向量中各個(gè)分量的線性組合時(shí)，稱為線性判別函數(shù)。線性判別函數(shù)只適用于待分類問題為線性可分的情況，而對(duì)于大多數(shù)本質(zhì)上線性不可分的模式分類問題，這個(gè)函數(shù)的形式通常是復(fù)雜的和非線性的。
對(duì)于一個(gè)具有類別C0、C1的二分類問題，設(shè)其對(duì)應(yīng)的特征向量X={x1，x2，，xn}，GP算法采用樹狀的層次結(jié)構(gòu)，通過函數(shù)結(jié)點(diǎn)和終結(jié)點(diǎn)的某種組合構(gòu)成具有非線性映射關(guān)系的判別函數(shù)，如所示。在逐代進(jìn)化過程中，GP算法根據(jù)個(gè)體的適應(yīng)度值大小，通過遺傳操作算子自動(dòng)調(diào)整函數(shù)的結(jié)構(gòu)組合形式和參數(shù)，終得到能夠表達(dá)輸入特征向量與對(duì)應(yīng)類別之間內(nèi)在隱含關(guān)系的判別函數(shù)fGP（X），它代表的映射關(guān)系是將原始的輸入特征向量空間映射到一維空間的兩個(gè)區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)于待分類的兩個(gè)類別。不失一般性，兩個(gè)區(qū)域的邊界通常設(shè)為零值。
適應(yīng)度函數(shù)個(gè)體的誤差程度GP算法通過適應(yīng)度值反映個(gè)體解決問題的能力。判別函數(shù)分類性能的好壞表現(xiàn)在訓(xùn)練樣本經(jīng)過判別函數(shù)映射后的函數(shù)值落入正確區(qū)間的多少以及映射后落入錯(cuò)誤區(qū)間的函數(shù)值與分類邊界的距離。因此，本文采用訓(xùn)練樣本中被錯(cuò)誤分類樣本映射后的函數(shù)值與分類邊界之間的距離總和來衡量個(gè)體的誤差程度。為了避免映射后的函數(shù)值分布在零值的分類邊界附近，引入松弛參數(shù)d（d0）計(jì)算類C0、C1中的訓(xùn)練樣本在由判別函數(shù)分類過程中的誤差程度：E0=0fGP（X）-d，XC0 適應(yīng)度函數(shù)基于以上對(duì)GP中個(gè)體的誤差程度和懲罰項(xiàng)的分析，本文采用如下的適應(yīng)度函數(shù)形式：FGP=EGP+PGP（6）1.3遺傳操作GP算法中的遺傳操作主要由復(fù)制、交叉和變異算子組成。由于個(gè)體采用樹狀結(jié)構(gòu)表示，因此，交叉算子發(fā)生在兩個(gè)個(gè)體的子樹之間，如所示。常用的變異算子有兩種，一種是該結(jié)點(diǎn)變異為符合語法的另外一個(gè)結(jié)點(diǎn)，如所示；另一種是該結(jié)點(diǎn)及其子樹變異為另外一個(gè)隨機(jī)生成的子樹，此變異方式不同于交叉算子在于新生成的子樹可能從未出現(xiàn)在整個(gè)群體中，有利于增加個(gè)體基因的多樣性。 GP算法流程（1）初始化設(shè)置GP運(yùn)行參數(shù)。包括樹的大深度，樹的大結(jié)點(diǎn)數(shù)，初始個(gè)體的樹生成方式，群體的規(guī)模，大進(jìn)化代數(shù)，遺傳操作中復(fù)制、變異、交叉概率等；（2）對(duì)GP的群體進(jìn)行遺傳交叉、變異、復(fù)制操作，生成新的個(gè)體；（3）計(jì)算FGP；（4）根據(jù)個(gè)體選擇規(guī)則從群體中選擇進(jìn)入下一代的個(gè)體；（5）若適應(yīng)度值滿足設(shè)定條件、或者進(jìn)化代數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的大值、或者連續(xù)幾代的適應(yīng)度值無法改善時(shí)，則算法結(jié)束，輸出終解；否則進(jìn)化代數(shù)+1，返回（2）。 變壓器絕緣故障的分層診斷模型基于GP的判別函數(shù)法本質(zhì)上是以二分類法為基礎(chǔ)的，對(duì)于包含多個(gè)類別的分類問題，需要結(jié)合問題的實(shí)際情況采用適當(dāng)?shù)姆謱幽Ｐ蛠韺?shí)現(xiàn)。本文中分層模型的層次劃分原則是先將待分類的所有類別按某種性質(zhì)合并為兩個(gè)新的類別，使新類別的類內(nèi)差異相對(duì)較小，而類間差異相對(duì)較大；然后依此原則逐步對(duì)新類別所包含的各個(gè)類別再繼續(xù)進(jìn)行劃分。 采用這種分層原則的好處是能夠突出類別間特征信息的相似性和相異性，提高分類準(zhǔn)確率。在分析變壓器故障特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合變壓器故障DGA數(shù)據(jù)庫的樣本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，本文按照故障的性質(zhì)將故障類型分為放電故障和過熱故障，其中放電故障包含高能放電和低能放電，過熱故障包含高溫過熱和中低溫過熱。采用如所示的分層模型逐步對(duì)變壓器故障進(jìn)行診斷。首先，判別函數(shù)GPC1用于區(qū)分過熱與放電故障，然后用判別函數(shù)GPC2、GPC3分別對(duì)高能放電與低能放電、高溫與中低溫故障進(jìn)行診斷，終實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣故障類型的判定。
