[發明專利]基于有功功率波動性和周期性的洗衣機非侵入辨識方法

有效

• 申請號: 201710433642.4
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107390043B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 周贛;張亮;李琦;馮燕鈞;傅萌
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

1.一種基于有功功率波動性和周期性的洗衣機非侵入辨識方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)在一定的采樣頻率范圍內，對總電源進線的電壓和電流進行采樣，形成電壓信號采樣序列u和電流信號采樣序列i，并計算平均有功功率序列P；

(2)構造長度為N的滑動窗W_n，并計算滑動窗內有功功率序列的標準差S_n；

(3)求取序列S_n的子區間的最小值位置序列M_t，記錄最小值所在位置，其中，L為洗衣機波動中心標準差下限值，H為洗衣機波動中心標準差上限值，洗衣機的波動中心為洗衣機在一個周期內轉動時段的中心點，該波動中心的標準差為局部最小值，且其范圍在閾值L～H之間，C_k為S_n的連續子區間，且該區間內的所有點的標準差均在L與H之間；

(4)計算序列M_t差分序列ΔM_t，根據ΔM_t的周期性來判別是否為洗衣機運行，并計算啟停時間。

2.根據權利要求1所述的基于有功功率波動性和周期性的洗衣機非侵入辨識方法，其特征在于：所述步驟(1)采樣頻率范圍為f＝0.5kHz～10kHz，平均有功功率序列P的計算公式為

其中，n為一個電壓周期所包含的采樣點數，即n＝f/50，k＝0,1,…為計算平均功率起始點，m為計算平均功率的電壓周期數。

3.根據權利要求1所述的基于有功功率波動性和周期性的洗衣機非侵入辨識方法，其特征在于：所述步驟(2)中滑動窗W_n的構造方法為

N為滑動窗W_n的長度，即為一個滑動窗中有功功率點的個數，K為平均有功功率序列P的長度，滑動窗中心為P_n，求取標準差序列S_n的方法為

其中是窗口W_n的平均功率，求取方法是對所有屬于W_n的功率點P_j求平均值：

4.根據權利要求3所述的基于有功功率波動性和周期性的洗衣機非侵入辨識方法，其特征在于：所述一個滑動窗中有功功率點的個數N為80～120。

5.根據權利要求1所述的基于有功功率波動性和周期性的洗衣機非侵入辨識方法，其特征在于：所述步驟(3)中，L和H的范圍

保障子區間C_k滿足該區間離散點圖形為u型的方法如下，掃描S_n，當S_n滿足條件：

S_n-1＞H&&S_n≤H

定義fk為可能包含波動中心的區間左端點序號，即賦值fk＝n，當n滿足條件

S_n+1＞H&&s_n≤H

定義bk為可能包含波動中心的區間右端點序號，即賦值bk＝n，求取fk和bk之間的標準差序列最小值

S_k＝min(｛S_j|fk≤j≤bk})

如果滿足

S_k＞L

則求得包含波動中心的局部序列為

C_k＝{S_j|fk≤j≤bk}

且S_k為第t個波動中心，k為該波動中心在C_k中的相對位置，則最小值位置序列M_t為

M_t＝k+fk 。

6.根據權利要求1所述的基于有功功率波動性和周期性的洗衣機非侵入辨識方法，其特征在于：所屬步驟(4)中，求取序列M_t差分序列ΔM_t的方法為

ΔM_t＝M_t-M_t-1

當第一個滿足

時，記錄T₀；其中ε為周期誤差范圍，0＜ε＜10，如果連續出現多于六個波動中心滿足上述條件，則判斷有洗衣機正在運行；且修正洗衣機周期為

T₀為洗衣機第一個運轉周期的波動中心，而波動中心出現在洗衣機四分之一周期時刻，推算出洗衣機啟動時刻為T_s＝T₀-3.5T′

當檢測到有洗衣機運轉時，繼續掃描序列ΔM_t，并記錄最后一個滿足條件

的時刻T₁，則推算洗衣機結束運行時刻為

T_e＝T₁+2T′。