[發明專利]一種適用于變壓器振動信號研究的FIR濾波微分方法

有效

• 申請號: 201510497961.2
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN105159866B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 湯玉峰;郭揚坪;李盛華
• 申請（專利權）人: 廣州普瑞電力控制系統設備有限公司
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種適用于實際變壓器振動信號的FIR濾波微分計算方法，通過速度傳感器采集得到的變壓器振動信號可表示為速度信號、干擾信號和直流分量的疊加，且它們相互獨立，可表示為：

x(k)＝v(k)+γ(k)+ε ，其中，x(k)表示變壓器振動信號，v(k)表示真實信號，γ(k)表示干擾信號，ε表示直流分量，

根據所述的變壓器振動信號，設計出通過FIR濾波器求其微分的方法：基于最小均方差思想，對它的約束條件用拉格朗日算子求得FIR濾波器的頻率響應為：

，

其中N為濾波器長度，

根據所設計的FIR濾波器，可以得到其微分加速度信號用卷積表示為：

，

(1)當濾波器長度為3時，在高頻段即1000Hz有較好的微分效果，但在低頻段即10Hz，微分信號完全被噪聲淹沒；(2)當濾波器長度為101時，在高頻段出現較大幅度的衰減，但是在低頻段的微分效果比較好，與理想微分基本一致，

根據計算得到的微分加速度信號的特征，提出了一種濾波器長度自調整的策略——基于微分等于斜率的思想即在某一小范圍內，斜率可近似看作是一條直線，選取N個速度信號，通過計算出的加速度信號，采用線性關系重新估算出各相應時刻的速度信號，由于濾波長度的不斷變大，微分后的信號將變得更加光滑，進而更接近理想結果，這時，估計的速度信號與實際速度信號x_k的偏差會越來越小，偏差達到一定限度就可以認為取得了較好的微分結果，根據實際經驗，將這個限度范圍取為1.3d，則使得以下不等式成立的最小的N即為所求的濾波器的長度， 。