[发明专利]一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法及装置

说明书

本发明公开了一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法及装置，涉及输电线路技术领域；方法为建立并获得输电线路铁塔模型，从输电线路铁塔模型中提取并获得输电铁塔的模态信息矩阵，以模态耦合度为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优；装置为一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤；其通过上述方法步骤等，实现规划倾角传感器的工作效率较高、效果较好。

技术领域

本发明涉及输电线路技术领域，尤其涉及一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法及装置。

背景技术

目前，在建设输电线路铁塔的技术领域中，规划倾角传感器布置方案的工作效率较为低下，效果较差。

现有技术问题及思考：

如何提高规划传感器的工作效率，如何用最少的倾角传感器更全面的感知输电铁塔的状态，平衡经济成本和测量效果的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法及装置，其通过建立并获得输电线路铁塔模型、从输电线路铁塔模型中提取并获得输电铁塔的模态信息矩阵φ、以模态耦合度为寻优指标、利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优等，实现规划倾角传感器的工作效率较高、效果较好。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种优化输电铁塔倾角传感器布置的方法，建立并获得输电线路铁塔模型，从输电线路铁塔模型中提取并获得输电铁塔的模态信息矩阵φ，以模态耦合度为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优。

进一步的技术方案在于：具体包括如下步骤，

S1输电铁塔建模

根据输电线路铁塔的属性建立其有限元模型，从而获得输电线路铁塔模型；

S2提取铁塔模态信息

确定对铁塔的安全状态有影响的振型的模态，对输电线路铁塔进行模态分析，提取包含这些振型的输电线路铁塔模态信息矩阵φ；

S3优化传感器布置

倾角传感器应安装在杆件连接的位置，即铁塔节点处，在模态信息矩阵φ的基础上，根据传感器的数量和位置，计算相应布置方案的模态耦合度，并以此为寻优指标，利用优化算法对倾角传感器布置的数量和位置进行寻优。

进一步的技术方案在于：在S1的步骤中，组成输电线路铁塔的单元包括梁单元、杆单元和索单元，输电线路铁塔的主材采用梁单元进行建模，输电线路铁塔的斜材和辅材采用杆单元进行建模，输电线路铁塔的导地线采用索单元进行建模。

进一步的技术方案在于：在S1的步骤中，保留铁塔的几何特性和材料特性，包括单元的长度、肢宽和肢厚的几何信息需；还包括弹性模量、泊松比和密度的材料属性。

进一步的技术方案在于：在S2的步骤中，只提取铁塔沿线路方向的弯曲振型和沿横担方向的弯曲振型，进而得到输电线路铁塔的模态信息矩阵φ；

在S3的步骤中，在输电线路铁塔的模态信息矩阵φ的基础上，根据传感器的数量和位置，计算相应布置方案的模态耦合度，并以此为优化指标，利用优化算法对传感器的数量和位置进行寻优；

倾角传感器的安装位置在输电铁塔的杆件连接处。

进一步的技术方案在于：当寻优结果开始收敛，输出最优倾角传感器布置方案。

进一步的技术方案在于：还包括如下步骤，S4输出结果，当寻优结果开始收敛，输出最优倾角传感器布置方案。

进一步的技术方案在于：通过打印机打印寻优的结果，或者通过显示器显示寻优的结果。