1.一种用于全光纤电流互感器动态测量关键性能协同提升方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取光纤电流互感器前向通道增益参数和阶跃响应上升时间参数,构建前向通道增益为输入、对应的与阶跃响应上升时间为输出的第一数学模型;S2、获取所述光纤电流互感器前向通道增益参数和超调量参数,构建前向通道增益为输入、对应的超调量为输出的第二数学模型;S3、构建光纤电流传感系统中常见噪声为输入、对应信噪比为输出的第三数学模型;S4、根据所述第一数学模型、以及所述第二数学模型,利用MOPSO优化算法,以前向通道增益为自变量,超调量和阶跃响应两参量最小为目标,构建目标函数,并开展所述两目标寻优,获取最优的前向通道增益;S5、根据步骤S4的寻优的自变量前向通道增益数值为约束,结合系统参数的可调范围,对第三数学模型最大化为目标进行PSO优化寻优,确定系统的设计参数,实现全光纤电流互感器系统保持快阶跃响应、低系统超调量的同时具有高信噪比。
2.根据权利要求1所述的一种用于全光纤电流互感器动态测量关键性能协同提升方法,其特征在于,步骤S1中,通过改变探测器接收光功率、探测器阻抗参数,改变前向通道增益的数值,记录阶跃响应上升时间的数值,利用数据多项式拟合构建前向通道增益为输入、对应的与阶跃响应上升时间为输出的第一数学模型。
3.根据权利要求1所述的一种用于全光纤电流互感器动态测量关键性能协同提升方法,其特征在于,步骤S2中,通过改变光源的接收光功率、探测器阻抗相关参数,并记录对应的前向通道增益的数值及超调量的数值,拟合前向通道增益大小和超调量大小的多项式,根据拟合得到的多项式构建第二数学模型。
4.根据权利要求1所述的一种用于全光纤电流互感器动态测量关键性能协同提升方法,其特征在于,步骤S3中,第三数学模型如下式: ,式中,SNR为系统信噪比,R为探测器跨阻抗,R D 为探测器响应度,P 0 为探测器的接收光功率, 为相位偏置工作点,N为匝数,V为维德尔常数, 为暗电流, 为光谱宽度,k B 为波尔兹曼常数,T为绝对温度,e为电子电量,c为光速, 为法拉第相移, 为待测电流, 为时间, 为渡越时间, 为光源平均波长, 为散粒噪声的标准偏差、 为热噪声电压的标准偏差、 为探测器接收的相对强度噪声标准偏差。
5.根据权利要求2所述的一种用于全光纤电流互感器动态测量关键性能协同提升方法,其特征在于,第一数学模型的表达式为: ,式中,y 1 为阶跃响应上升时间大小,x为前向通道增益大小, 为前向通道增益的平均值大小, 为前向通道增益的标准差大小,A 3 、A 2 、A 1 和A 0 是常数。
6.根据权利要求3所述的一种用于全光纤电流互感器动态测量关键性能协同提升方法,其特征在于,第二数学模型的表达式为: ,式中,y 2 为超调量,x为前向通道增益大小, 为前向通道增益的平均值大小, 为前向通道增益的标准差大小,B 3 、B 2 、B 1 和B 0 为常数。
7.根据权利要求1所述的一种用于全光纤电流互感器动态测量关键性能协同提升方法,其特征在于,步骤S4中,在MOPSO寻优算法中,适应度函数由若干个目标函数组成,目标函数如下式: ,式中,x为决策变量前向通道增益的大小,y 1 和y 2 为目标函数。
8.根据权利要求1所述的一种用于全光纤电流互感器动态测量关键性能协同提升方法,其特征在于,步骤S5中,实现系统信噪比最优的目标,以信噪比为目标函数,以前向通道增益数值确定PSO算法的约束条件,首先随机初始化每个粒子的位置和速度,并将每个粒子的初始位置作为其个人最佳位置,随后,通过目标函数评估每个粒子的性能,并记录其目标函数值,在每次迭代中,粒子的速度和位置按照以下公式更新: ,式中,v i 和x i 分别表示粒子i的速度和位置, 表示独立的随机数,取值在[0,1]范围内均匀分布,p best,i 是粒子i的个人最佳位置,g best 是全局最佳位置,为了确保粒子的位置在有效范围内,对每个维度进行了约束处理。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至8任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的方法。