基于正交优化逻辑的接地线夹可靠性参数确定方法与流程

本发明涉及电力设备结构参数优化，更具体地说，本发明涉及基于正交优化逻辑的接地线夹可靠性参数确定方法。

背景技术：

1、现有的接地线夹可靠性参数确定方案，通常借助有限元分析技术对线夹模型施加短路电流与外部环境载荷，获取温度、接触应力及接触电阻等瞬态物理响应数据，随后结合数据驱动模型建立结构参数与物理响应之间的映射关系，以指导线夹结构尺寸的优化配置与安全校核。

2、然而，上述现有技术在实际应用过程中，仍存在以下技术问题：

3、1.当线夹在极端短路冲击下发生局部材料闪熔等相变过程时，受相变潜热吸收影响，电热响应在特定阶段可能出现变化速率降低或暂时停滞，使基于时间序列的响应跟踪难以准确反映相变过程中的能量演化阶段，进而造成特征断层或状态误判；

4、2.在材料性能剧烈退化期间，接触界面的电阻突增与应力松弛等现象高度交织，多物理场效应的相互耦合容易掩盖响应变化中的局部劣化特征，导致复杂工况下难以有效分离表征材料退化的特征成分；

5、3.在依据物理响应数据推导线夹安全结构参数时，预测过程对实际服役状态下的多物理场演化规律约束不足，容易使预测结果与实际物理响应之间产生偏差，进而影响结构参数的优化配置。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供基于正交优化逻辑的接地线夹可靠性参数确定方法，通过融合耗散功率与相变潜热构建等效能量轴，基于能量梯度场求解局部度量张量并构建正则化约束反演结构参数，以解决相变停滞及多场耦合干扰导致特征提取偏差及参数反演失准的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于正交优化逻辑的接地线夹可靠性参数确定方法，包括以下步骤：

4、获取短路电流下结构参数样本的电-热-力响应序列与相变潜热演化序列，并对所述响应序列的耗散功率与相变潜热演化序列积分，得到等效能量轴；

5、依据所述响应序列在等效能量轴上的差分变化特征划分相变区间，并根据等效能量轴的时间演化特征生成能量梯度场；

6、提取能量梯度场在相变区间内的主导变化方向，构建受主导变化方向约束的代价矩阵，并求解局部度量张量后对所述响应序列进行正交变换，生成局部正交化特征；

7、依据局部度量张量构建正则化约束项，并结合结构参数样本及局部正交化特征，反演得到可靠性参数。

8、在一个优选的实施方式中，所述提取能量梯度场在相变区间内的主导变化方向，构建受主导变化方向约束的代价矩阵，包括：基于能量梯度场在相变区间内的二阶变化特征，识别主导变化方向；提取相变区间内接触电阻与接触应力的差异度及对应局部梯度方向；依据局部梯度方向与主导变化方向的偏离程度分配权重系数，对所述差异度进行加权，并按矩阵形式排布生成所述代价矩阵。

9、在一个优选的实施方式中，所述生成局部正交化特征，包括：基于代价矩阵，求解区间内分量的联合相依关系并构建局部度量张量；提取局部度量张量的正交特征向量张成投影空间，将所述电-热-力响应序列投影至所述投影空间，生成局部正交化特征。

10、在一个优选的实施方式中，所述正则化约束项基于所述局部度量张量的条件数与预设映射网络的权重矩阵范数构建，并作为惩罚项叠加至所述预设映射网络的损失函数。

11、在一个优选的实施方式中，所述预设映射网络的训练步骤，包括：提取电-热-力响应序列中接触电阻的劣化极值，作为监督标签；根据局部正交化特征与预设映射网络的隐藏层表征之间的差异，构建特征对齐约束；以结构参数样本及对应载荷条件为输入，基于监督标签、特征对齐约束与正则化约束项构建预测损失函数，对预设映射网络进行参数更新直至收敛。

12、在一个优选的实施方式中，所述得到等效能量轴，包括：将当前时间步的耗散功率与时间增量相乘并叠加相变潜热演化序列，生成基础能量增量；将所述基础能量增量，与基于记忆衰减权重衰减的上一时间步等效能量增量相加，并沿时间步累加得到所述等效能量轴的坐标节点值；其中，所述记忆衰减权重与电-热-力响应序列的瞬态波动特征负相关。

13、在一个优选的实施方式中，所述依据所述响应序列在等效能量轴上的差分变化特征划分相变区间，包括：以等效能量轴的坐标节点值为横坐标、电-热-力响应序列为纵坐标，构建能量域响应序列；对能量域响应序列进行二阶差分运算，识别二阶差分序列中的局部极值点，并依据相邻局部极值点划分响应变化阶段，得到相变区间。

14、在一个优选的实施方式中，所述反演得到可靠性参数，包括：依据风冰载荷与短路电流的联合概率分布生成随机载荷样本，将随机载荷样本与结构参数样本输入预设映射网络，得到接触电阻劣化极值集合；统计所述集合中超出预设失效阈值的比例作为失效概率，建立结构参数样本与失效概率的映射关系，并依据目标可靠度对应的失效概率约束对结构参数进行反演，得到各结构参数的设计边界作为可靠性参数。

15、在一个优选的实施方式中，所述结构参数包括钢丝直径、弹簧外径及有效圈数；所述获取短路电流下结构参数样本的电-热-力响应序列与相变潜热演化序列，包括：基于接地线夹结构参数的预设设计变量取值范围，抽取结构参数样本；对结构参数样本施加短路电流激励进行瞬态求解，得到接触电阻时间序列与接触应力时间序列，共同构成电-热-力响应序列；提取瞬态求解中达到预设相变温度区间的受热区域，并结合预设材料潜热参数，计算得到相变潜热演化序列。

16、一种基于正交优化逻辑的接地线夹可靠性参数确定系统，包括以下模块：

17、能量构建模块，用于获取短路电流下结构参数样本的电-热-力响应序列与相变潜热演化序列，并对所述响应序列的耗散功率与相变潜热演化序列积分，得到等效能量轴；

18、能量分析模块，用于依据所述响应序列在等效能量轴上的差分变化特征划分相变区间，并根据等效能量轴的时间演化特征生成能量梯度场；

19、特征解耦模块，用于提取能量梯度场在相变区间内的主导变化方向，构建受主导变化方向约束的代价矩阵，并求解局部度量张量后对所述响应序列进行正交变换，生成局部正交化特征；

20、参数反演模块，用于依据局部度量张量构建正则化约束项，并结合结构参数样本及局部正交化特征，反演得到可靠性参数。

21、本发明一种基于正交优化逻辑的接地线夹可靠性参数确定方法的技术效果和优点：

22、本发明通过融合短路冲击下的电-热-力响应与相变潜热演化构建等效能量轴，并基于等效能量轴对响应过程进行能量域表征，使相变潜热吸收造成的响应停滞能够在能量尺度下得到表征，降低时间尺度变化对相变阶段识别的影响；进一步提取能量梯度场在相变区间内的主导变化方向，并利用所述主导变化方向约束接触电阻与接触应力响应之间的代价关系，在此基础上构建局部度量张量并对电-热-力响应进行正交变换，使响应特征的表征过程能够结合相变过程的能量变化方向，从而降低多物理场耦合对材料劣化特征提取的干扰；同时，依据局部度量张量构建正则化约束，并结合结构参数样本及局部正交化特征进行可靠性参数反演，使参数预测过程受到多物理场响应关系的约束，降低预测结果偏离实际服役响应规律的可能性，提高可靠性参数反演的稳定性。