基于分布式空間姿態(tài)信息的輸電線舞動重建研究.pdf

1、特高壓輸電線路在國家建設(shè)的電能遠(yuǎn)距離輸送過程中扮演了至關(guān)重要的角色。獨(dú)特的地理環(huán)境和變化莫測的自然氣候?qū)е螺旊娋€覆冰產(chǎn)生一種低頻、大振幅的自激振動，嚴(yán)重的情況下，會發(fā)生線路斷裂、造成輸電塔倒塌等嚴(yán)重事故。因此，對輸電線路實(shí)時監(jiān)測，并將空間位置信息作為研究遠(yuǎn)程監(jiān)控的原始數(shù)據(jù)，能夠?yàn)檎w線路維護(hù)提供準(zhǔn)確可靠的現(xiàn)實(shí)資料，對于保障電網(wǎng)的健康運(yùn)行，有較高的參考價值。
　　本文提出了在弧長和空間角度聯(lián)合約束的條件下，以采集輸電線路姿態(tài)相對信息

2、數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的弧長參數(shù)化輸電線舞動重構(gòu)方案。方案采用傾角傳感器沿線間隔一定距離測量空間姿態(tài)信息：在輸電線沿某一方向舞動時，以三次樣條函數(shù)為擬合弧長約束方程，提出了分別在二維平面和復(fù)平面中輸電線單維度舞動重建方案；在多方向發(fā)生隨機(jī)舞動時，結(jié)合輸電線舞動規(guī)律，以準(zhǔn)均勻 B樣條函數(shù)擬合空間向量旋轉(zhuǎn)角為基礎(chǔ)，提出以剛體旋轉(zhuǎn)的方式求解輸電線舞動重建方程；同時，在整個過程中，以四元數(shù)為旋轉(zhuǎn)算子，提出將低維度非線性方程放入更高維度空間中實(shí)現(xiàn)其線性可解。

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　　其次，為了更進(jìn)一步地驗(yàn)證輸電線舞動重建理論的正確性、準(zhǔn)確性，本文設(shè)計了以角度數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、接收節(jié)點(diǎn)和后端數(shù)據(jù)處理中心三者為基礎(chǔ)的在線監(jiān)測平臺，完成了該平臺設(shè)計、硬件制作和軟件調(diào)試工作內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸電線在線監(jiān)控功能；并以平面單位圓為模型，驗(yàn)證曲線重建方案的正確性，其仿真結(jié)果表明，二維和三維曲線分別以5％和0.99%的誤差率實(shí)現(xiàn)重建。
　　最后，輸電線聯(lián)合舞動重建實(shí)驗(yàn)表明：在模擬靜止、垂直舞動、水平秋千擺和S型扭轉(zhuǎn)四種現(xiàn)實(shí)舞