การศึกษาเชิงเปรียบเทียบการประเมินค่าพารามิเตอร์รูปคลื่นฟ้าผ่าโดยระเบียบวิธีเลเวนเบิร์กมาร์ควอร์ทและวิธีตัวกรองอันเซนท์เททคาลมาน

Abstract

แนวทางในการประเมินรูปคลื่นดลฟ้าผ่าสามารถทำได้หลายวิธี ซึ่งแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียต่างกัน การประเมินพารามิเตอร์ของรูปคลื่นดลฟ้าผ่าโดยอาศัยการปรับรูปโค้ง ตามแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เป็นแนวทางหนึ่งที่มีการใช้งานแพร่หลาย และมีมาตรฐานรองรับ กรรมวิธีที่มีมาก่อนหน้าคือตัวกรองคาลมานขยาย และการปรับรูปโค้งโดยวิธีเลเวนเบิร์ก-มาร์ควอร์ทเป็น 2 วิธีประเมินรูปคลื่นที่สามารถประเมินได้ดีบนโปรแกรมทดสอบรูปคลื่น TDG ซึ่งมีรูปคลื่นที่แตกต่างจากรูปคลื่นที่ทดสอบได้จากหม้อแปลง และเพราะสมการปรับปรุงความแปรปรวนของตัวกรองคาลมานขยายเป็นแบบเชิงเส้น อาจส่งผลให้ความแม่นยำในการประเมินรูปคลื่น ที่ได้จากการทดสอบหม้อแปลงลดลง ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้จะศึกษาเปรียบเทียบตัวกรองอันเซนท์เท็ทคาลมาน ซึ่งมีการปรับปรุงความแปรปรวนแบบไม่เชิงเส้น กับวิธีเลเวนเบิร์ก-มาร์ควอร์ทซึ่งเป็นกรรมวิธีไม่เชิงเส้นเช่นกัน โดยเริ่มจากการประเมินพารามิเตอร์ของรูปคลื่นที่ได้จากโปรแกรม TDG ก่อนเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของแต่ละวิธี แล้วจึงนำไปประเมินรูปคลื่นดลฟ้าผ่าที่ได้จากหม้อแปลงต่อไป ผลที่ได้จากการทดสอบรูปคลื่นที่ได้จากโปรแกรม TDG พบว่าวิธีเลเวนเบิร์ก-มาร์ควอร์ทสามารถประเมินรูปคลื่นได้ถูกต้องทุกกรณี ในขณะที่ตัวกรองอันเซนท์เท็ทคาลมานจะประเมินได้ดีเฉพาะรูปคลื่นที่ไม่การรบกวนหรือรูปคลื่นเรียบ ซึ่งมีการแกว่งมากกว่า 500 kHz เท่านั้น โดยที่ค่าเริ่มต้นและความผิดพลาดของแบบจำลอง เป็นมูลเหตุสำคัญที่วิธีตัวกรองอันเซนท์เท็ทคาลมานไม่สามารถประเมินได้อย่างถูกต้อง แม้ว่าการปรับปรุงความแปรปรวนจะเป็นแบบไม่เชิงเส้นก็ตาม ในการทดสอบรูปคลื่นจากหม้อแปลง ซึ่งมีลักษณะการแกว่งบริเวณยอดรุนแรง ตัวกรองอันเซนท์เท็ทคาลมานจึงประเมินได้เฉพาะบริเวณหลังคลื่นเท่านั้น โดยกรรมวิธีจะหยุดดำเนินการเมื่อความแปรปรวนไม่นิยามบวก ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อซอฟท์แวร์ทำการคำนวณไประยะหนึ่ง แต่วิธีเลเวนเบิร์ก-มาร์ควอร์ทสามารถประเมินทั้งรูปคลื่นโดยพารามิเตอร์ที่คำนวณได้บางตัวมีค่าไม่ถูกต้อง