一种随机形态线缆辐射发射统计方法、装置、设备及介质

本发明涉及电磁兼容与电磁发射预测，具体涉及一种随机形态线缆辐射发射统计方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在线束系统、动力传输系统、控制系统和高压连接系统中，线缆广泛存在于轨道交通、汽车、电力、航空航天和工业装备等。线缆在运行过程中常受到振动、摆动、拉伸、弯曲、安装松弛、气流扰动及结构相对位移等因素影响，导致空间形态发生随机变化。由于线缆长度较长、电流较大、布设环境复杂，且部分线缆缺乏完整金属屏蔽，容易在骚扰电流激励下形成显著的对外辐射发射。

2、现有辐射发射分析通常基于固定几何构型开展，即将线缆简化为直线、固定弯曲线或者少量典型姿态后进行确定性电磁计算。这类方法能够描述单一构型下的辐射水平，但难以反映实际运行中线缆形态的随机变化。在此背景下，如何对随机形态线缆辐射发射统计成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种随机形态线缆辐射发射统计方法、装置、设备及介质，以解决如何对随机形态线缆辐射发射统计的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种随机形态线缆辐射发射统计方法，该方法包括：

3、获取线缆随机形态样本集；

4、建立线缆细线离散模型；

5、建立激励源；

6、组装线缆随机形态样本对应的阻抗矩阵和激励向量，形成阻抗矩阵样本集和激励向量样本集；

7、构建dd-pce-mom模型；

8、基于正则化最小二乘和经验galerkin投影求解dd-pce-mom模型系数；

9、计算辐射场统计特征量，输出辐射场统计结果。

10、本发明通过获取线缆随机形态样本集，建立线缆细线离散模型，将线缆转换为适用于数值计算的结构化网络，通过建立激励源，组装阻抗矩阵和激励向量，将物理激励源转化为矩量法数值方程，通过构建dd-pce-mom模型，求解dd-pce-mom模型系数，计算并输出辐射场统计结果，实现随机形态辐射发射从逐样本高成本求解向统计量快速预测的转化。

11、在一种可选的实施方式中，建立线缆细线离散模型，包括：

12、提取线缆随机形态样本的线缆中心轴线路径；

13、将线缆中心轴线路径离散为若干首尾相连的细线单元，由细线单元构成线缆离散模型。

14、本发明通过将提取到的线缆中心轴线路径离散为细线单元，构成线缆离散模型，以保留样本的空间构型差异，确保后续阻抗矩阵和激励向量的组装结果真实反映不同随机形态下的电磁特性变化。

15、在一种可选的实施方式中，建立激励源，包括：

16、当线缆对外辐射主要由各导体同向电流产生时，采用共模骚扰电流作为激励源；

17、当发生差模-共模转换时，采用转换后的等效共模骚扰电流作为激励源；

18、当变流器器件快速开关时，采用器件开关过程及电压变化率、电流变化率引起的脉冲共模电流作为激励源；

19、当激励来自相邻设备或线缆的传导耦合时，采用传导耦合电流作为激励源。

20、本发明通过根据线缆的实际运行工况，确定激励源，以匹配不同实际工程场景，增强对不同线缆系统和运行场景的通用性。

21、在一种可选的实施方式中，按照如下方式计算阻抗矩阵和激励向量：

22、针对随机形态参数样本，根据随机形态样本对应的线缆轴线路径、细线单元长度和细线单元方向，计算矩量法阻抗矩阵；

23、根据骚扰电流源的位置、幅值和方向计算矩量法右端激励向量。

24、本发明通过分别计算矩量法阻抗矩阵和激励向量，以反映样本的电磁耦合特性和激励分布。

25、在一种可选的实施方式中，构建dd-pce-mom模型，包括：

26、构造数据驱动正交多项式基函数；

27、将阻抗矩阵、激励向量、电缆电流系数分别在数据驱动正交多项式基函数上展开，建立随机形态参数条件下的dd-pce-mom随机矩量法模型。

28、本发明通过构造数据驱动正交多项式基函数，以适配于随机形态样本经验分布，将阻抗矩阵、激励向量、电缆电流系数在据驱动正交多项式基函数上展开，为后续求解系数提供数学基础，实现从逐样本确定性求解到一次性快速统计的转变。

29、在一种可选的实施方式中，基于正则化最小二乘和经验galerkin投影求解dd-pce-mom模型系数，包括：

30、根据随机形态样本对应的确定性矩量法阻抗矩阵和激励向量，分别采用带tikhonov正则化项的最小二乘法求解阻抗矩阵和激励向量的dd-pce展开系数；

31、以随机形态样本的经验分布作为概率测度，计算数据驱动正交多项式基函数的经验三重乘积张量，并通过galerkin投影建立dd-pce-mom扩展矩阵方程，求解线缆电流的dd-pce展开系数；

32、在给定随机形态参数下重构线缆电流，并结合相应的线缆几何路径计算预设观测点处的辐射电场和/或辐射磁场。

33、本发明通过求解阻抗矩阵和激励向量的dd-pce展开系数，保证求解的数值稳定性，通过求解线缆电流的dd-pce展开系数，使得展开系数的求解基于样本经验分布，而非预设的理论分布，通过计算辐射电场和/或辐射磁场，无需调用矩量法求解器即获得辐射场响应，克服传统技术中逐样本求解的计算效率瓶颈。

34、在一种可选的实施方式中，计算辐射场统计特征量，输出辐射场统计结果，包括：

35、对dd-pce-mom模型快速采样，计算概率密度函数、累积分布函数、分位值、超标概率；

36、将超标概率大于或等于超标概率阈值，或，分位限制裕量小于或等于零的频率点识别为高风险频点。

37、本发明通过对dd-pce-mom模型快速采样，计算辐射场统计特征量，无需针对统计分析中的每一组随机形态样本重复求解矩量法方程，以此减少随机形态线缆辐射发射统计分析的计算量。

38、第二方面，本发明提供了一种随机形态线缆辐射发射统计装置，该装置包括：

39、获取模块，用于获取线缆随机形态样本集；

40、第一建立模块，用于建立线缆细线离散模型；

41、第二建立模块，用于建立激励源；

42、组装模块，用于组装线缆随机形态样本对应的阻抗矩阵和激励向量，形成阻抗矩阵样本集和激励向量样本集；

43、第三建立模块，用于构建dd-pce-mom模型；

44、求解模块，用于基于正则化最小二乘和经验galerkin投影求解dd-pce-mom模型系数；

45、输出模块，用于计算辐射场统计特征量，输出辐射场统计结果。

46、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的随机形态线缆辐射发射统计方法。

47、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的随机形态线缆辐射发射统计方法。