基于優化無跡卡爾曼濾波的注入信號檢測*

經鵬宇 龐科旺 吳 拓

（江蘇科技大學電子信息學院 鎮江 212000）

1 引言

在船舶電力系統中，電纜是艦船不可缺少的電氣設備。電纜絕緣的優劣，直接影響艦船供電的安全性和可靠性，所以準確地對艦船電纜絕緣狀態進行監測，具有重要的應用價值。根據相關規定，船上的電力電纜需要定期進行維護和檢查與維修［1］。但是由于船舶的特殊性，電纜的安裝密度相當大，安裝位置分散，所以電纜故障檢測過程復雜［2］。傳統的檢測方法多是在斷電的情況下進行檢測，檢測周期長。隨后直流疊加法、介質損耗因數法、接地電流法等方法被用來進行電纜絕緣狀態的在線監測［3~5］。近年來，有通過低頻注入法進行絕緣監測［6~8］，但低頻情況下，電纜對地的分布電容會呈現低阻狀態，不但絕緣電阻監測的精度會受到很大的影響，而且低頻電源變壓器的制作也非常不便。

近年來，針對低頻注入法的不足，有采用混頻注入的方法，通過注入兩個相乘的接近于工頻的正弦交流信號，可分別得到一個二倍工頻和一個低頻正弦交流信號，對注入的電流的幅值進行檢測，從而計算出電纜的接地電阻和電容。船舶電網中噪聲復雜，干擾較大，能否對注入電流進行精確檢測直接有影響著電纜絕緣狀態監測的精度。

無跡卡爾曼濾波是一種基于無跡變換的非線性卡爾曼濾波器［9］，擁有計算量小、跟蹤能力強等特點，廣泛運用于電力系統的穩態和暫態分析中，常規無跡卡爾曼狀態噪聲協方差和觀測噪聲協方差一般取常量，誤差較大。……