[发明专利]基于多精度变分模态分接算法的变压器压力信号去噪方法

权利要求书

1.一种基于多精度变分模态分接算法的变压器压力信号去噪方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)从压力传感器中采集原始信号x(t)，将原始信号x(t)转化为频域信号x(f)；

b)计算得到最优模态函数K；

c利用变分模态分解算法VMD对频域信号x(f)进行粗去噪，得到完成粗去噪的压力信号x_c(f)；

d)使用经验模态分解算法EMD将压力信号x_c(f)分解为N个本征模态函数，c_n(f)为第n个本征模态函数，n＝{1,2,...,N}，N＝K，将频率最低的本征模态函数记为c_trend；

e)计算得到加权多指标相关系数CWC，如果CWC＞P，则对应的本征模态函数c_n(f)为有效的本征模态函数，如果CWC≤P，则对应的本征模态函数c_n(f)为需要滤除的有噪声的本征模态函数；

f)将有效的本征模态函数c_n(f)通过公式计算得到精细化去噪的压力信号x_f。

2.根据权利要求1所述的基于多精度变分模态分接算法的变压器压力信号去噪方法，其特征在于：步骤a)中利用快速傅里叶变换将时域的原始信号x(t)转化为频域信号x(f)。

3.根据权利要求1所述的基于多精度变分模态分接算法的变压器压力信号去噪方法，其特征在于，步骤b)包括如下步骤：

b-1)频域信号x(f)的最大频率为f_m，通过公式计算得到平均每个模态的带宽的选择范围d(K)，K为模态函数；

b-2)将压力传感器采集的压力信号的幅值最大值时对应的频率记为f_d，将压制信号幅值最大值出现前最小幅值对应的频率仅为f_n，频率f_d与频率f_n之差定义为Δf_nd，选取的模态函数K的值对应的d(K)满足d(K)∈[2Δf_nd,3Δf_nd]；b-3)通过公式MI(x,y)＝H(x)+H(y)-H(x,y)计算得到联合函数MI(x,y)，H(x)为原始信号x(t)的信息熵函数，H(y)为中间振荡频率对应的模态函数的信息熵函数，H(x,y)为原始信号x(t)与中间振荡频率对应的模态函数的联合信息熵函数，当联合函数MI(x,y)达到最大值时，得到最优K值。

4.根据权利要求1所述的基于多精度变分模态分接算法的变压器压力信号去噪方法，其特征在于：步骤b-3)中通过公式计算得到原始信号x(t)的信息熵函数H(x)，p_x(x_i)为概率质量函数，x_i为第i个原始信号，通过公式计算得到中间振荡频率对应的模态函数的信息熵函数的信息熵函数H(y)，p_y(y_j)为概率质量函数，y_j为第j个中间振荡频率对应的模态函数号，通过公式计算得到联合信息熵函数H(x,y)，p_xy(x_i,y_j)为概率质量函数。

5.根据权利要求1所述的基于多精度变分模态分接算法的变压器压力信号去噪方法，其特征在于，步骤c)包括如下步骤：

c-1)将频域信号x(f)分解为K个有限带宽的模态函数，为第k个有限带宽的模态函数，k＝{1,2,...,K}；

c-2)通过公式计算得到第k个有限带宽的模态函数u_k的振荡能力损失比e_k，式中A_r(x)为原始信号x(t)自身振荡频率时的频谱振幅，A_r(u_k)为第k个有限带宽的模态函数u_k自身振荡频率时的频谱振幅；

c-3)将振荡能力损失比e_k和残差进行组合得到完成粗去噪的压力信号x_c(f)。