[发明专利]一种动态信号参数辨识方法及系统

说明书

本发明公开了一种动态信号参数辨识方法和系统，方法包括：根据动态信号电流波形的包络曲线形状，建立电流的数学模型；根据曲线包络点的一阶导数值、二阶导数值以及二阶导数值与一阶导数值的比值，判断电流的数学模型类型；根据判断出的电流的数学模型类型，选取针对判断出电流的数学模型类型的预估算法，并利用预估算法对包络部分和直流部分的参数进行预估，获取包络部分和直流部分的参数的近似值；根据包络参数的近似值，利用差分算法辨识包络参数，获取包络参数和直流分量的准确值。本发明采用差分进化算法对于包络参数的全局寻优具有良好的效果，具有更快的收敛速度和更高的精度。

技术领域

本发明涉及动态信号分析领域，更具体地，涉及一种动态信号参数辨识方法及系统。

背景技术

动态信号是随时间变化的信号，可分为确定性信号和随机信号。若信号被表示为一确定的时间函数，对于指定的某一时刻，可确定出相应的函数值，这种信号称为确定性信号或规则信号。其实质是可以用确定的数学关系来描述。而随机信号不能用精确的数学表达关系式描述，任何时刻的幅值、频率和相位不可事先预知，但其具有统计规律，可以用统计方法进行分析。

信号是信息的载体，在实际工业生产中，动态信号包含了关于炼钢厂、电力机车，锻造机等各种用电负荷的信息。这些信息往往蕴藏了用电负荷的运行状况，通过对动态信号的分析，可以揭示出非正常的工作状态，从而为故障诊断提供理论依据。近些年来，半导体器件等非线性负荷也越来越多的应用于电力系统中，不仅造成了对电力系统的谐波污染，也影响到了电能的准确计量。

现有技术由于没有统一的用于描述动态信号的数学模型，不仅无法准确地提取信号的特征量进行分析，而且现有的电能计量方法往往误差也较大。因此，寻找更加适用于描述动态信号的数学模型就显得尤为重要。因为一般电压波形畸变率较小，从不同类负荷电压波形中提取的特征量差别不大。

因此，需要一种技术，能够对动态信号参数进行准确辨识。

发明内容

本发明提供了一种动态信号参数辨识方法及系统，以解决如何对动态信号参数进行辨识的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种动态信号参数辨识方法，所述方法包括：

根据动态信号电流波形的包络曲线形状，建立电流的数学模型；

根据所述曲线包络点的一阶导数值、二阶导数值以及二阶导数值与一阶导数值的比值，判断电流的数学模型类型；

根据所述判断出的电流的数学模型类型，选取针对所述判断出电流的数学模型类型的预估算法，并利用所述预估算法对包络部分和直流部分的参数进行预估，获取包络部分和直流部分的参数的近似值；

根据所述包络参数的近似值，利用差分算法辨识包络参数，获取包络参数和直流分量的准确值。

优选地，所述数学模型类型分别为斜线包络模型，抛物线包络模型以及指数包络模型。

优选地，利用汉宁窗Hanning插值的方法估算工频部分的谐波参数。

优选地，根据工频部分的谐波参数建立所述斜线包络模型为：

式(1)中，a、b分别为斜线包络曲线h(t)≈(at+b)的斜率和常量，A_m,f_m,θ_m分别为工频部分幅值、工频部分频率和工频部分相位，B₀为直流分量，M取值为11，t为动态信号对应的采样时间；

所述抛物线包络模型为：