[發明專利]一種功率信號脈沖噪聲濾除的方法及濾波器

在審

• 申請號: 201910116674.0
• 申請日: 2019-02-15
• 公開（公告）號: CN111585542A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 翟明岳
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02;G06F17/16
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

1.一種功率信號脈沖噪聲濾除的方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取實測的功率信號序列；所述功率信號序列的長度為N；

將所述功率信號序列進行分段處理，并將分段后的數據重新排列組成功率矩陣；所述功率矩陣為N_R行N_C列矩陣；

確定控制參數集合；所述控制參數集合包含K個控制參數；

對所述功率矩陣進行奇異值分解，得到第一矩陣、第二矩陣以及對角矩陣；

根據所述對角矩陣，計算每個所述控制參數的濾波矩陣；

根據所述第一矩陣、所述第二矩陣以及所述濾波矩陣，計算每個所述控制參數對應的新功率矩陣；

計算所述功率矩陣與每個所述控制參數對應的新功率矩陣的估計誤差；

從所有所述估計誤差中篩選出最小的估計誤差，并將最小的估計誤差對應的新功率矩陣確定為最優功率矩陣；

將所述最優功率矩陣中數據進行整理，截取前N個數據組成最優功率信號序列；所述最優功率信號序列為濾除脈沖噪聲的功率信號序列。

2.根據權利要求1所述的功率信號脈沖噪聲濾除的方法，其特征在于，所述將所述功率信號序列進行分段處理，并將分段后的數據重新排列組成功率矩陣，具體包括：

確定分段約束條件；所述分段約束條件為分為N_R段，每段含有N_C個數據，且當N＜N_R×N_C時，用零補足最后一段數據的約束條件；其中，符號表示上取整；

將所述功率信號序列中的數據按照所述分段約束條件進行分段處理；

將分段后的數據按照一段數據為一行的形式排列組成功率矩陣。

3.根據權利要求1所述的功率信號脈沖噪聲濾除的方法，其特征在于，所述控制參數集合中的控制參數為1,2...，K；其中，表示*的下取整運算。

4.根據權利要求1所述的功率信號脈沖噪聲濾除的方法，其特征在于，所述根據所述對角矩陣，計算每個所述控制參數的濾波矩陣，具體包括：

確定每個所述控制參數對應的判定閾值；控制參數為k時對應的判斷閾值為σ_k+1；σ_k+1為所述對角矩陣中的第k+1個元素；

將所述對角矩陣中的每個元素與所述判斷閾值進行比較，并根據比較結果更新對角矩陣；

根據更新后的對角矩陣，結合矩陣運算，計算每個控制參數對應的濾波矩陣；所述濾波矩陣為Σ_k為控制參數為k時對應的更新后的對角矩陣。

5.根據權利要求4所述的功率信號脈沖噪聲濾除的方法，其特征在于，所述將所述對角矩陣中的每個元素與所述判斷閾值進行比較，并根據比較結果更新對角矩陣，具體包括：

當σ_q＞σ_k+1時，比較結果為不變，仍為σ_q；其中，σ_q為所述對角矩陣的第q個元素；

當σ_q≤σ_k+1時，比較結果由σ_q更換為0；

根據得到的所有比較結果，更新對角矩陣。

6.根據權利要求4所述的功率信號脈沖噪聲濾除的方法，其特征在于，所述根據所述第一矩陣、所述第二矩陣以及所述濾波矩陣，計算每個所述控制參數對應的新功率矩陣，具體包括：

根據以下公式計算控制參數為k時對應的新功率矩陣；所述公式為其中，為控制參數為k時對應的新功率矩陣；U為第一矩陣；V為第二矩陣；T表示轉置。

7.根據權利要求1所述的功率信號脈沖噪聲濾除的方法，其特征在于，所述計算所述功率矩陣與每個所述控制參數對應的新功率矩陣的估計誤差，具體包括：

根據以下公式計算控制參數為k時對應的估計誤差；所述公式為err_k＝||P-P_k^*||；err_k為控制參數為k時對應的估計誤差；P為功率矩陣；為控制參數為k時對應的新功率矩陣；運算符*_ij表示矩陣*中第i行第j列的元素。