本发明涉及变压器噪声数据采集领域，尤其涉及一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法。
背景技术：
1、变压器噪声特征是辨别其工作状态的主要参数，准确采集变压器噪声对变压器健康状态监测和故障诊断具有重要意义。
2、变电站中存在多台变压器以及其它声源导致噪声采集信噪比偏低，利用麦克风阵列可采用空域滤波的方式降低其它声源的干扰。现有方法需要提前确定空域滤波器的系数，然而当变压器因故障等出现新噪声源时，空域滤波系数无法自适应调整，导致无法准确采集变压器噪声数据，特别是无法准确采集故障点声信号。
技术实现思路
1、本发明针对变压器出现新噪声源时，空域滤波系数无法自适应调整，导致无法准确采集变压器噪声数据的问题，提出一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法，所述方法包括：
2、s1：获取麦克风阵列参考点坐标和所有麦克风的空间坐标；
3、s2：根据变压器和麦克风阵列的位置关系进行网格化处理，获取噪声源网格点位置并构建传播矩阵；
4、s3：根据频域测量数据和传播矩阵构建过完备观测模型；
5、s4：根据麦克风阵列数据和预设的传播矩阵求解过完备观测模型中的信号矩阵；
6、s5：根据求解的信号矩阵更新空域滤波系数；
7、s6：采用空域滤波系数对信号矩阵进行空滤滤波，获取k个噪声源的数据。
8、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s1包括：
9、根据笛卡尔坐标系的坐标原点建立坐标系，获取麦克风阵列参考点位置；
10、根据坐标原点确定麦克风阵列参考点坐标以及所有麦克风的空间坐标。
11、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s2包括：
12、根据变压器和麦克风阵列的位置关系，获取变压器相对于麦克风阵列参考点的方位角和俯仰角；
13、对变压器相对于麦克风阵列参考点的方位角范围和俯仰角范围进行网格化处理，获取各网格点在麦克风阵列上引起的时延，根据时延信息确定导向矢量；
14、根据各网格点对应的导向矢量组成传播矩阵。
15、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s3包括：
16、yf＝hfgf+pf
17、其中，yf表示第f个频带的麦克风阵列数据，hf表示第f个频带的传播矩阵，gf表示第f个频带的信号矩阵，pf表示第f个频带上的测量噪声。
18、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s4包括：
19、
20、其中，表示信号矩阵的估计值，||·||f表示frobenius范数，η表示正则化因子。
21、进一步的，还提出一种优选方式，所述步骤s5包括：
22、根据信号矩阵估计值非零行确定噪声源的方位角和俯仰角；
23、根据噪声源的方位角和俯仰角，更新空域滤波系数ωf,k；
24、进一步的，还提出一种优选方式，所述空域滤波系数根据最小方差无畸变响应波束形成器确定：
25、
26、其中，hf,k是hf的第k列，rf表示测量数据的协方差矩阵，表示hf,k的共轭转置。
27、基于同一发明构思，本发明还提出一种基于声阵列的变压器噪声数据采集系统，所述系统包括：
28、坐标获取单元，用于获取麦克风阵列参考点坐标和所有麦克风的空间坐标；
29、传播矩阵构建单元，用于根据变压器和麦克风阵列的位置关系进行网格化处理，获取噪声源网格点位置并构建传播矩阵；
30、信号矩阵获取单元，用于根据频域测量数据和传播矩阵构建过完备观测模型；
31、求解单元，用于根据麦克风阵列数据和预设的传播矩阵求解过完备观测模型中的信号矩阵；
32、空域滤波系数更新单元，用于根据信号矩阵更新空域滤波系数；
33、噪声源获取单元，用于采用空域滤波系数对信号矩阵进行空滤滤波，获取k个噪声源的数据。
34、基于同一发明构思，本发明还提出一种计算机设备，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据上述任一项中所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法。
35、基于同一发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于储存计算机程序，所述计算机程序执行上述任一项所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法。
36、本发明的有益之处在于：
37、传统方法中，空域滤波系数通常是预先设定的，无法适应噪声源位置的变化。本发明提出的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法中，通过网格化处理和构建传播矩阵，并在频域测量数据和传播矩阵的基础上构建过完备观测模型，通过求解过完备模型获得噪声源的数量和位置信息，从而实现了滤波系数的自适应调整。由于滤波系数能够自适应调整，这种方法能够准确地采集变压器噪声数据，包括在变压器出现新噪声源时。通过采用空域滤波系数对信号矩阵进行滤波，可以精确地获取各个噪声源的数据，使得对变压器噪声的分析和处理更加可靠和精确。
38、本发明提出的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法中，能够根据变压器和麦克风阵列的位置关系进行自适应调整，无需预先设定滤波系数，从而适应不同噪声源位置的变化。通过构建传播矩阵和过完备观测模型，以及采用空域滤波系数对信号矩阵进行滤波，能够准确地采集变压器噪声数据，包括新噪声源的数据。该方法能够获取所有噪声源的数据，而不仅仅是特定方向或位置的噪声数据，从而提供了更全面的变压器噪声信息。通过声阵列和空域滤波技术，能够精确地定位和分离不同的噪声源，使得采集到的数据更具有针对性和可分析性。
39、本发明提出的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法中，通过构建声源定位过完备表示模型，并利用稀疏恢复方法估计变压器声源位置，进而根据声源位置信息优化空域滤波器系数，实现变压器主要声源的时域数据的同步采集。
40、本发明应用于变压器故障诊断领域。
1.一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法，其特征在于，所述步骤s3包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法，其特征在于，所述步骤s4包括：
6.根据权利要求4所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法，其特征在于，所述步骤s5包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法，其特征在于，所述空域滤波系数根据最小方差无畸变响应波束形成器确定：
8.一种基于声阵列的变压器噪声数据采集系统，其特征在于，所述系统包括：
9.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据权利要求1-7任一项中所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于储存计算机程序，所述计算机程序执行权利要求1-7任一项所述的一种基于声阵列的变压器噪声数据采集方法。
