低压电器开关电弧运动机理及仿真PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 低压电器开关电弧 1

1.1.1 低压电器 1

1.1.2 开关电弧 1

1.2 电弧图像采集综述 2

1.2.1 快速电影摄影机 2

1.2.2 二维光纤阵列电弧运动测试系统 3

1.2.3 CCD数字图像采集系统 4

1.3 可视化仿真技术 5

1.4 温度测量方法 7

1.4.1 接触式测温方法 7

1.4.2 非接触式测温方法 8

1.5 计算机断层成像理论及算法 10

1.5.1 OCT扫描测量方法 10

1.5.2 OCT图像重建 11

1.6 电弧温度场研究进展 12

1.7 电弧模型研究进展 14

参考文献 19

第2章 低压电器开关电弧 25

2.1 交流接触器理论基础 25

2.1.1 交流接触器的结构和工作原理 25

2.1.2 交流接触器分类 25

2.2 电弧基础理论 26

2.2.1 气体放电及分类 27

2.2.2 等离子体 28

2.2.3 电弧的组成部分 29

2.2.4 电弧的分类 31

2.2.5 电弧的产生 31

2.3 电弧等离子体的物理特性 33

2.3.1 电弧的温度 34

2.3.2 电弧的直径 34

2.3.3 弧柱的伏安特性 35

2.3.4 电弧的能量过程 36

2.4 交流电弧 39

2.4.1 交流电弧等离子体的物理特性 39

2.4.2 交流电弧的熄灭和重燃理论 40

2.4.3 交流电弧的熄灭方法 43

2.5 电弧磁流体动力学模型 46

2.6 小结 50

参考文献 50

第3章 电弧图像采集 52

3.1 概述 52

3.2 采集系统硬件结构 53

3.2.1 系统整体结构 53

3.2.2 系统同步控制 55

3.3 软件系统设计 58

3.3.1 系统设计原则 58

3.3.2 图像采集 59

3.3.3 图像传输、存储、播放技术 68

3.3.4 软件系统其他功能 71

3.4 软件系统实现 72

3.5 软件系统测试 74

3.6 小结 76

参考文献 77

第4章 电弧图像处理 78

4.1 电弧图像特征分析 78

4.2 数字图像处理技术 82

4.3 电弧图像噪声 84

4.3.1 图像噪声的种类 84

4.3.2 本系统图像噪声的产生原因分析 85

4.3.3 重要图像噪声的概率密度函数 86

4.4 基于直方图的电弧图像增强 89

4.4.1 直方图图像增强算法 89

4.4.2 电弧图像增强 94

4.4.3 运动引起的图像模糊 99

4.5 基于小波变换的图像增强 101

4.5.1 小波变换 102

4.5.2 系数变换函数 103

4.6 局部图像增强 104

4.6.1 边缘检测的数学基础 105

4.6.2 触头边缘提取 107

4.6.3 模板匹配 116

4.6.4 电弧图像局部增强 118

4.7 支持向量机电弧边缘检测 119

4.7.1 支持向量机的基本理论 119

4.7.2 算法思想 120

4.7.3 实验比较支持向量机分类精度 120

4.7.4 基于支持向量机的图像边缘检测模型 122

4.8 小结 125

参考文献 125

第5章 用高帧频CCD测试系统研究低压电器电弧运动 127

5.1 概述 127

5.2 中值滤波算法 128

5.2.1 中值滤波基本理论 128

5.2.2 自适应中值滤波算法 129

5.3 电弧图像锐化 131

5.3.1 图像旋转 131

5.3.2 拉普拉斯图像锐化 132

5.4 电弧图像采集系统的标定 134

5.4.1 坐标系的建立 134

5.4.2 参数获取 137

5.5 电弧运动分析 139

5.6 小结 141

参考文献 141

第6章 可视化仿真 143

6.1 弧柱收缩理论 143

6.2 曲面拟合 145

6.3 电弧可视化仿真 147

6.3.1 仿真模型 147

6.3.2 仿真环境 147

6.3.3 仿真实例 153

6.4 仿真分析 155

6.5 小结 155

参考文献 156

第7章 辐射测温理论 157

7.1 黑体辐射定律 157

7.1.1 普朗克定律 157

7.1.2 维恩位移定律 158

7.1.3 斯特藩—玻耳兹曼定律 159

7.1.4 关于有效波长 161

7.2 比色温度 162

7.3 比色测温法 164

7.4 小结 164

参考文献 165

第8章 电弧的物理特性及投影温度场的重建 166

8.1 弧柱等离子体的辐射 166

8.1.1 弧柱等离子体辐射的特性和分类 166

8.1.2 弧柱等离子体的光谱辐射强度 167

8.2 成像光学系统的辐射度学原理 168

8.2.1 CCD系统光度量和辐射量的关系 168

8.2.2 CCD系统光辐射量的标定 169

8.3 成像系统的几何光学模型 171

8.4 低压电器电弧投影温度场的测量 173

8.4.1 投影温度的数学定义 173

8.4.2 双波长比色测温原理 175

8.4.3 灰度值与温度之间的关系 175

8.4.4 试验系统整体结构 177

8.4.5 试验结果及分析 180

8.5 小结 187

参考文献 187

第9章 计算机断层成像及开关电弧截面温度场的重建 188

9.1 图像重建系统中的数学变换及变换法成像 191

9.1.1 Radon变换和X变换 191

9.1.2 图像重建中Radon变换的具体形式 192

9.1.3 非衍射源的重建算法 194

9.2 迭代重建算法 202

9.2.1 断层截面与投影的几何表示 202

9.2.2 代数重建法与联立迭代重建法 205

9.2.3 单目标优化为基础的成像理论 206

9.3 基本物理模型的建立 210

9.3.1 辐射传递方程的推导 210

9.3.2 测试系统模型的建立 212

9.4 测试系统的组成 213

9.5 改进的图像重建算法 215

9.5.1 约束最优化理论基础 215

9.5.2 约束最小二乘重建法 217

9.5.3 算法仿真与分析 218

9.6 电弧截面温度场和三维温度场的重建 220

9.6.1 系统软件功能设计 220

9.6.2 结果与分析 221

9.7 小结 223

参考文献 223

第10章 基于双面阵CCD的电弧三维立体成像 226

10.1 双目立体视觉的理论基础 226

10.2 双面阵CCD图像采集系统的建立 229

10.3 图像匹配和电弧三维立体成像 230

10.3.1 相似度测量 230

10.3.2 图像匹配算法研究 232

10.3.3 遗传算法 233

10.3.4 模拟退火法算法 235

10.3.5 图像匹配的约束条件及匹配策略 237

10.3.6 自适应遗传退火立体匹配算法设计 239

10.3.7 自适应遗传退火立体匹配算法具体执行过程 240

10.4 实验结果分析 244

参考文献 246