[發明專利]一種基于小波變換的單通道變頻用電信號盲源分離方法

有效

• 申請號: 201810724569.0
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108982958B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 魏志強;殷波;黃賢青;王瀟;李釗
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R23/16
• 代理公司: 37247 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張慧芳<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種基于小波變換的單通道變頻用電信號盲源分離方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、數據采集：利用電流傳感器采集用電負載的總電流,并將電流信號送至A/D轉換模塊，得到單路混合變頻用電信號；

步驟2、構建虛擬多通道：用Morlet小波基對單通道的變頻用電信號進行多尺度的連續小波變換，構建虛擬多通道；

步驟3、數據預處理：對步驟2中的數據進行預處理，包括去均值和白化；

步驟4、ICA處理步驟3中的數據，得到各獨立分量及混合矩陣：

步驟5、修正獨立分量的順序及幅值；

由于大部分用電信號的頻率為50HZ，部分變頻用電信號的最低頻率為f_L，f_L<50HZ，最高頻率為f_H，步驟2中，小波變換的尺度因子a的個數為M，M＝源信號的個數，則

其中f₀為小波基的中心頻率，f_s為采樣頻率；

用ICA對步驟3中的數據進行處理，得到各獨立分量c₁,c₂,...,c_M，獨立分量c₁,c₂,...,c_M的順序與電器開啟的順序并不一致，并且c₁,c₂,...,c_M的幅值與源用電信號的幅值也不一致；

步驟5中，獨立分量的順序的修正方法如下：首先設定一個閾值，若某時刻獨立分量的幅值大于該閾值，則認為該時刻有電器開啟；若某時刻獨立分量的幅值小于該閾值，則認為該時刻沒有電器開啟；取各獨立分量大于閾值時的最初時刻，記為t₁,t₂,...,t_M，對t₁,t₂,...,t_M從小到大進行排序，排序后的時間記為T₁,T₂,...,T_M，其對應的各獨立分量順序也相應做出調整，調整后的各獨立分量依次為C₁,C₂,...,C_M，則調整后的各獨立分量的順序與各電器的開啟順序依次對應。

2.根據權利要求1所述的基于小波變換的單通道變頻用電信號盲源分離方法，其特征在于：步驟5中，獨立分量的幅值的修正方法如下：設源用電信號的周期為T，取則分別取T₁+t,T₂+t,...,T_M+t時刻混合信號的幅值，記為令

則I₁,I₂,...,I_M依次為M個家用電器開啟后的電流值；

設i₁,i₂,...,i_M分別為順序修正后第一個獨立分量在T₁+t時刻的幅值、第二個獨立分量在T₂+t時刻的幅值、...、第M個獨立分量在T_M+t時刻的幅值，則

則M個獨立分量的幅值依次調整為

調整后的各獨立分量的幅值與源用電信號的幅值一致。