[发明专利]一种基于最优小波包分解的模拟电路故障特征提取方法

摘要

一种基于最优小波包分解的模拟电路故障特征提取方法，包括如下实施步骤：（1）获取无故障模式下的样本向量数据集；（2）计算无故障模式下的电压样本向量的统计平均值；（3）建立小波基函数库；（4）利用所建库中的小波基对电压样本统计平均值向量进行小波包分解；（5）计算各小波基函数进行层小波包分解后的频带能量及其总能量；（6）计算各小波包分解后的频带能量概率密度；（7）计算各小波基函数进行层小波包分解后的频带能量熵；（8）比较能量熵值大小，选取最优小波基；（9）待测电路信号采集；（10）利用最优小波基对提取的故障信号进行故障特征特取。本发明通过选取最优小波基函数，利用优选出的小波基函数进行小波包分解，有利于发掘故障的深层特征。

主权项

1.一种基于最优小波包分解的模拟电路故障特征提取方法，其特征在于包括如下步骤：（1）获取无故障模式下的样本向量数据集：利用数据采集器采集待测模拟电路无故障模式下的组电压向量，，为大于1的自然数，则样本向量数据集，其中上标用于区分故障模式种类，上标0代表无故障模式；（2）计算无故障模式下的电压样本向量的统计平均值：，；（3）建立小波基函数库：选取个常用的小波基函数建立小波基函数库，并按自然数对小波基函数进行顺序编号，设小波基函数库中第个小波基函数为, ；代表第个小波基函数；表示小波基函数库中小波基函数的个数；t表示小波基函数是时间t的函数；（4）对电压样本向量统计平均值进行小波包分解：依次利用小波基函数,对电压样本向量统计平均值进行 层小波包分解，得个输出频带的小波包系数，,, ，其中，代表第个小波基函数；表示小波基函数库中小波基函数的个数； 表示分解层数，表示第 个频带， 为第个系数,表示每个输出频带上小波包系数的总数， 代表利用小波基函数库中第个小波基函数进行 层小波包分解后的第 个频带的第个系数；（5）计算利用小波基函数进行 层小波包分解后的频带能量及其总能量，其中,代表第个小波基函数，表示小波基函数库中小波基函数的个数；，表示第 个频带， 表示分解层数，具体计算如下：；，；；（6）计算各小波包分解后的频带能量概率密度：，，；其中代表利用第个小波基函数进行 层小波包分解后得到的频带的能量概率密度；（7）计算利用第个小波基函数进行 层小波包分解后的频带能量熵：， ；（8）最优小波基函数判决：；代表被优选出来的小波基编号，代表求括号内最小数值的索引，则小波基函数库中编号为的小波基函数 被选为最优小波基函数；（9）利用数据采集器采集待测故障模式下的N组电压样本向量，，并计算待测故障模式下的电压样本向量的统计平均值，,其中，N为大于1的自然数，上标T代表待测故障模式；（10）待测电路故障特征提取：利用步骤（8）优选出的小波基函数对待测故障模式下的电压样本向量的统计平均值进行层小波包分解，得小波包系数，即为故障特征，其中的取值与步骤（4）相同，上标T代表待测故障模式，代表利用最优小波基函数进行 层小波包分解后的第 个频带的第个系数。