[发明专利]一种遥测正弦参数判读方法

权利要求书

1.一种遥测正弦参数判读方法，其特征是：包括以下步骤：

S1、快速傅立叶变换：输入遥测正弦参数值，使用快速傅立叶变换求取参数的频率ω、幅值A^m和直流分量D_V，根据遥测正弦参数值的采样时间间隔T，获得数据采样频率F＝1/T以及周期点数P＝F/ω；

S2、创建滑动窗口：在整个遥测正弦参数值上进行遍历，根据直流分量D_V找到第一个周期的起始点，从该起始点开始维护一个长度为周期点数P的滑动窗口，每次向后移动P个数据点，逐窗口读取周期内的参数值；

S3、建立参数模型：

根据S1获取周期总数C，将C个周期内的参数值对应相加求和：

s_cp表示第c(c＝1，2，…，C)个周期中的第p(p＝1，2，…，P)个参数值；

然后取算数平均，得到用于多项式曲线拟合的数据点值：

使用多项式曲线拟合对s′_p进行曲线拟合，获得曲线拟合函数P(x)；

P(x)是采用最小二乘法进行多项式拟合正弦曲线的多项式；

将已知自变量x_cp(c＝1，2，…，C；p＝1，2，…，P)的值代入P(x)得到拟合值P(x_cp)，求取拟合值和参数值的误差绝对值：

e_cp＝|p(x_cp)-s_cp|；

求出参数值与拟合值的最大误差：

以及每个正弦周期内参数值与拟合值的平均最大误差：

S4、判读过程：

对参数序列值的整体变化和周期特征进行判读；

a、检查序列周期值是否存在周期变化：获取每个周期上半周期和下半周期的中位数，以直流分量D_V作为判断依据，检查每个周期是否都有前后不同的周期性数值变化，如果不存在则认为序列周期不正确；

b、检查周期误差：根据曲线拟合函数P(x)，求得第c个周期内的参数点值与拟合值平均误差值将此值与进行比较，当此值大于时，即认为该周期的整体数值不正确；

对参数序列的每个数据点值进行判读；

a、根据曲线拟合曲线P(x)，对每个周期内的各参数点求误差绝对值即e_cp＝|p(x_cp)-s_cp|，当e_cp大于E_max时，即认为该点属于异常点。

2.根据权利要求1所述的一种遥测正弦参数判读方法，其特征在于：所述S1中，选用离散时间信号的FFT对遥测正弦参数值进行频率、幅值和直流分量求解；

离散时间信号x(n)的FFT定义为：

X(e^jω)的FFT反变换定义为：

在物理意义上，式中的X(e^jω)表示序列x(n)的频谱，ω为数字域频率；

X(e^jω)为复数，可用实部和虚部表示为：

X(e^jω)＝X_R(e^jω)+jX_I(e^jω)；

幅值A^m可以直接求出：

参数的频率估计值ω和直流分量D_V计算公式如下：

ω＝arg{X(ω)}；

其中，N表示FFT的数据点数。

3.根据权利要求1所述的一种遥测正弦参数判读方法，其特征在于：所述S3中，使用最小二乘法来选择多项式拟合曲线中的系数，通过计算与偏差的平方和对每个系数求偏导数，令偏导数为0构建方程组，对方程组进行变换可以获得拟合多项式曲线各个次幂的系数公式，求解后获得系数，拟合过程如下：

设存在n+1个相异点(x₀，y₀)，(x₁，y₁)…(x_n，y_n)，求m(m＜n)次多项式曲线P(x)，使其在各个点的取值与y_i(i＝0，1…n)相近；

设所求曲线多项式P(x)为：

P(x)与各点的偏差为：

由于曲线P(x)并不一定会通过所有点，因此应当使得P(x)与各点偏差的总和最小，为了消除负值和便于求解，使用偏差的平方和作为曲线的选择条件，即为：

对其中的多个系数求偏微分，在取得最小值的情况下偏微分值等于0，

对所有a_k求偏微分，可得偏微分方程组，将n+1个点值代入后求解即求得曲线拟合方程，单周期的正弦曲线使用五次多项式曲线拟合时效果最佳，因此选用五次多项式曲线拟合，最终的拟合多项式为：

P(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³+a₄x⁴+a₅x⁵。