两步优化介电谱辨识：Cole-Cole模型在绝缘材料分析中的应用

"基于两步优化的介电谱特征参数辨识方法及其应用" 本文主要探讨的是在绝缘材料分析中，如何通过改进的特征参数辨识方法来提高介电谱的拟合精度，以便更好地评估绝缘状态。研究的核心是针对Cole-Cole模型下的一种新的两步优化算法，该算法旨在解决传统辨识方法可能遇到的局部最小值问题和发散问题。 首先，文章基于绝缘材料的普适弛豫定律，推导出了一套完整的Cole-Cole模型的初值获取方法。这一步至关重要，因为合理的初值设定可以为后续的优化过程提供良好的起点，避免优化过程中因初始值选择不当导致的计算错误或低效。 其次，文章提出了一种结合全局搜索和局部搜索的两步优化策略。在第一步中，全局搜索用于寻找可能的最佳参数范围，这有助于避免陷入局部最优解。第二步则利用局部搜索对找到的范围进行精细化调整，以进一步提高参数识别的精确度。这种方法有效地解决了传统辨识方法的不足，提高了介电谱特征参数辨识的稳定性和准确性。 为了验证新方法的有效性，研究人员对比了三种典型的介电谱特征参数辨识方法，并使用数值生成和实际测量的介电谱数据进行了计算。结果显示，所提出的两步优化方法在逼近实测介电谱方面表现优秀，无论是在不同的去极化时间下，都能得到接近实际的复介电常数实部和虚部变化趋势。 此外，论文还通过实验测量了低密度聚乙烯（LDPE）样本在直流加压注入空间电荷后的介电谱，并应用两步优化方法辨识其特征参数。实验结果进一步证明，新方法在处理实际工程问题时，能够准确地捕捉到介电谱的变化特性，特别是在高频段，复介电常数随频率升高的减小速度下降趋势明显。 总结来说，本文提出的基于两步优化的介电谱特征参数辨识方法在绝缘材料的无损检测和状态评估中具有显著优势。这种方法不仅提高了特征参数辨识的精度，而且为绝缘材料的研究和电力设备的故障诊断提供了新的工具和技术支持。