[發(fā)明專利]基于小波分析的絕緣子污閃泄漏電流信號(hào)稀疏表示方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310576376.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN103558498A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)棟;劉琳;黃琳華;宋志新;李小龍;紀(jì)磊;周咪娜;劉雪芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/02
• 分類號(hào): G01R31/02
• 代理公司: 北京麟保德和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11428
• 代理人: 周愷豐

1.一種基于小波分析的絕緣子污閃泄漏電流信號(hào)稀疏表示方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：選擇稀疏基并計(jì)算原始泄漏電流信號(hào)的稀疏度；

步驟2：構(gòu)造高斯隨機(jī)矩陣Φ，并計(jì)算測(cè)量向量y和傳感矩陣Θ；

步驟3：利用測(cè)量向量y和傳感矩陣Θ重構(gòu)原始泄漏電流信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述步驟1包括：

步驟:11：選擇sym8正交小波基作為稀疏基，根據(jù)sym8正交小波基分別設(shè)計(jì)低通濾波器和高通濾波器；

步驟12：分別使用低通濾波器和高通濾波器對(duì)原始泄露電流信號(hào)進(jìn)行從1到log₂(N)層的小波分解，得到各層的低通濾波器分解系數(shù)h和高通濾波器分解系數(shù)g，N為原始泄露電流信號(hào)的長(zhǎng)度；

步驟13：構(gòu)造小波稀疏變換正交矩陣

步驟14：根據(jù)公式計(jì)算原始泄漏電流信號(hào)的小波稀疏系數(shù)向量，其中x為原始泄漏電流信號(hào)在sym8正交小波基上的N×1維信號(hào)；

步驟15：將大于設(shè)定閾值ε的小波稀疏系數(shù)的數(shù)目作為原始泄漏電流信號(hào)的稀疏度K。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述子步驟13包括：

子步驟1301：令j=log₂L+1，L為低通濾波器分解系數(shù)h的長(zhǎng)度，令初始正交矩陣為單位矩陣I；

子步驟1302：利用第j層的低通濾波器分解系數(shù)提取原始泄露電流信號(hào)的低頻特征系數(shù)，得到低頻特征系數(shù)向量H_j；利用第j層的高通濾波器分解系數(shù)提取原始泄露電流信號(hào)的高頻特征系數(shù)，得到高頻特征系數(shù)向量G_j；

子步驟1303：令i=1；

子步驟1304：對(duì)低頻特征系數(shù)向量H_j和高頻特征系數(shù)向量G_j進(jìn)行周期性延拓，即對(duì)低頻特征系數(shù)向量H_j和高頻特征系數(shù)向量G_j分別增加2^j-L列零向量，得到低頻特征系數(shù)矩陣H_j′和高頻特征系數(shù)矩陣G_j′；

子步驟1305：分別對(duì)低頻特征系數(shù)矩陣H_j′和高頻特征系數(shù)矩陣G_j′中的列向量進(jìn)行單步圓周位移；

子步驟1306：判斷i>2^j-1是否成立，如果i>2^j-1則執(zhí)行步驟1307；否則，令i=i+1，返回步驟1304；

子步驟1307：對(duì)低頻特征系數(shù)矩陣H_j′和高頻特征系數(shù)矩陣G_j′進(jìn)行正交化處理，得到正交矩陣

子步驟1308：判斷j>log₂N是否成立，如果j>log₂N，則執(zhí)行子步驟1309；否則令且令j=j+1，返回子步驟1302；

子步驟1309：此時(shí)結(jié)束j的迭代，得到最終的正交矩陣并令即為小波稀疏變換正交矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述步驟2包括：

步驟21：根據(jù)原始泄漏電流信號(hào)的稀疏度K計(jì)算測(cè)量數(shù)M；M為距離K?log(N/K)最近的正整數(shù)；

步驟22：構(gòu)造階數(shù)為M×N的高斯隨機(jī)矩陣Φ，且高斯隨機(jī)矩陣Φ與稀疏基矩陣Ψ不相關(guān)；

步驟23：根據(jù)公式y(tǒng)=Φf計(jì)算測(cè)量向量y；其中，f為原始泄漏電流信號(hào)；

步驟24：根據(jù)公式Θ=ΦΨ計(jì)算傳感矩陣Θ；其中，Ψ為稀疏基矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述步驟3包括：

步驟31：分別設(shè)定冗余向量初始值γ₀、索引集合初始值Λ₀和初始迭代次數(shù)t；

其中，冗余向量初始值γ₀=y；

索引集合初始值Λ₀為空集；

初始迭代次數(shù)t=0；

步驟32：根據(jù)公式計(jì)算索引值δ_t，并令Λ_t=Λ_t-1∪{δ_t}；

其中，u_j為相關(guān)系數(shù)且u_j=|<γ_t,θ_j>|；

θ_j為傳感矩陣Θ的第j列列向量；

N為原始泄露電流信號(hào)的長(zhǎng)度；

步驟33：根據(jù)公式計(jì)算使殘差y-Θx_i最小時(shí)的信號(hào)估計(jì)值其中，x_i為時(shí)的原始泄露電流信號(hào)；

步驟34：根據(jù)公式計(jì)算第t次迭代的冗余向量γ_t；

步驟35：判斷t<2×K是否成立，如果t<2×K，則令t=t+1，返回步驟32；否則，執(zhí)行子步驟36；

步驟36：將和小波稀疏變換正交矩陣的逆矩陣做逆小波變換得到重構(gòu)的時(shí)域信號(hào)