[發(fā)明專利]一種抽水蓄能機(jī)組振擺信號(hào)中高頻隨機(jī)噪聲精準(zhǔn)濾除方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011353478.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN112464811A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜偉;薛小明;張楠;葉瑋;高榮;王馨梓;孫娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 李鋒

1.一種抽水蓄能機(jī)組振擺信號(hào)中高頻隨機(jī)噪聲精準(zhǔn)濾除方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：構(gòu)建抽水蓄能機(jī)組原始振擺監(jiān)測(cè)信號(hào)的Hankel矩陣，并對(duì)其進(jìn)行奇異值分解，獲取包含奇異值序列的對(duì)角矩陣；

步驟2：基于Hankel矩陣構(gòu)建原理，依次反演得到關(guān)聯(lián)于單一奇異值的各信號(hào)分量；

步驟3：分別計(jì)算所述步驟2中各信號(hào)分量與所述原始振擺監(jiān)測(cè)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，并逐一求取所述各信號(hào)分量與所述原始振擺監(jiān)測(cè)信號(hào)的相關(guān)系數(shù)；

步驟4：依據(jù)預(yù)設(shè)相關(guān)系數(shù)篩選閾值，濾除高頻隨機(jī)噪聲序列分量，更新奇異值序列，經(jīng)重構(gòu)獲取有效振擺監(jiān)測(cè)信號(hào)成分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽水蓄能機(jī)組振擺信號(hào)中高頻隨機(jī)噪聲精準(zhǔn)濾除方法，其特征在于，所述步驟1包括如下子步驟：

1-1：基于抽水蓄能機(jī)組在線監(jiān)測(cè)與生產(chǎn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，獲取機(jī)組振擺監(jiān)測(cè)信號(hào)序列X_S；

1-2：根據(jù)相空間重構(gòu)原理，構(gòu)建與機(jī)組振擺監(jiān)測(cè)信號(hào)X_S相對(duì)應(yīng)的Hankel矩陣H_S；

1-3：對(duì)所構(gòu)建的Hankel矩陣H_S進(jìn)行奇異值分解，獲取包含奇異值序列的對(duì)角矩陣Λ＝diag(λ₁,λ₂,…,λ_r)，其中，r表示矩陣H_S的秩。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抽水蓄能機(jī)組振擺信號(hào)中高頻隨機(jī)噪聲精準(zhǔn)濾除方法，其特征在于，所述步驟2包括如下子步驟：

2-1：依次取對(duì)角矩陣Λ中的奇異值λ_i，令λ_j＝0，j≠i，構(gòu)造僅包含單奇異值的對(duì)角矩陣Λ′_i＝diag(0,…,λ_i,…,0)；

2-2：根據(jù)所構(gòu)造的對(duì)角矩陣Λ′_i，計(jì)算與之對(duì)應(yīng)的Hankel矩陣H_Si′：

H_Si′＝PΛ_i′Q

其中，P、Q表示Hankel矩陣H_S經(jīng)奇異值分解后得到的正交矩陣；

2-3：基于Hankel矩陣構(gòu)建原理，通過Hankel矩陣反演得到關(guān)聯(lián)于單奇異值λ_i的信號(hào)分量X_Si(i＝1,2,…,r)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抽水蓄能機(jī)組振擺信號(hào)中高頻隨機(jī)噪聲精準(zhǔn)濾除方法，其特征在于，所述步驟3包括如下子步驟：

3-1：分別計(jì)算各關(guān)聯(lián)于單奇異值λ_i的信號(hào)分量X_Si(i＝1,2,…,r)與原始振擺監(jiān)測(cè)信號(hào)X_S的自相關(guān)函數(shù)其計(jì)算公式為：

其中，M表示信號(hào)序列長(zhǎng)度，τ為時(shí)延系數(shù)，k＝1，2，3，···，M-1；

3-2：逐一求取上述各信號(hào)分量X_Si與原始振擺監(jiān)測(cè)信號(hào)X_S的相關(guān)系數(shù)δ_i：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抽水蓄能機(jī)組振擺信號(hào)中高頻隨機(jī)噪聲精準(zhǔn)濾除方法，其特征在于，所述步驟4包括如下子步驟：

4-1：預(yù)先設(shè)定機(jī)組振擺信號(hào)高頻隨機(jī)噪聲相關(guān)系數(shù)篩選閾值α；

4-2：若δ_i≥α，則保留與此分量相對(duì)應(yīng)的奇異值；否則，將與此分量相對(duì)應(yīng)的奇異值置0，表征濾除高頻隨機(jī)噪聲序列分量；

4-3：基于更新所得奇異值序列，經(jīng)重構(gòu)獲取有效振擺監(jiān)測(cè)信號(hào)成分X_S′。