[發(fā)明專利]濾除故障信號中衰減直流分量的方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110253565.0
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113109621B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁遠(yuǎn)升;張子鴻;王鋼;李海鋒;丁佳彥
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚(yáng)鵬

1.一種濾除故障信號中衰減直流分量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據(jù)故障信號獲取包含多個采樣點(diǎn)的離散信號；

從所述離散信號中獲取采樣數(shù)據(jù)，對所述采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行離散傅里葉變換，獲得DFT輸出相量序列；

對所述DFT輸出相量序列進(jìn)行旋轉(zhuǎn)差分運(yùn)算，獲得旋轉(zhuǎn)差分相量序列，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)差分相量序列獲得衰減時(shí)間常數(shù)；

根據(jù)所述衰減時(shí)間常數(shù)，對所述DFT輸出相量序列進(jìn)行衰減差分運(yùn)算，獲得衰減差分相量序列；

根據(jù)衰減差分相量序列構(gòu)建線性方程組，根據(jù)所述線性方程組獲得濾除衰減直流分量后的準(zhǔn)確基頻相量；

采用以下公式對所述DFT輸出相量序列進(jìn)行旋轉(zhuǎn)差分運(yùn)算：

其中，為旋轉(zhuǎn)差分相量序列；Δt為采樣間隔；n為采樣間隔數(shù)，其取值范圍為1≤n≤N_ex-1；

所述根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)差分相量序列獲得衰減時(shí)間常數(shù)α，包括：

利用所述旋轉(zhuǎn)差分相量序列構(gòu)建關(guān)于e^-αΔt的線性方程：

利用線性最小二乘解可得：

若累加項(xiàng)小于等于ε，代表該衰減直流分量可忽略不計(jì)，在這種情況下衰減時(shí)間常數(shù)α應(yīng)視為0；若大于ε，衰減時(shí)間常數(shù)則可根據(jù)式(3)求得；

所述衰減時(shí)間常數(shù)α為：

其中，ε為一極小正數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濾除故障信號中衰減直流分量的方法，其特征在于，所述采樣點(diǎn)的個數(shù)為N+N_ex，N為一個周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，N_ex為大于等于2的自然數(shù)；

所述從所述離散信號中獲取采樣數(shù)據(jù)，包括：

從所述離散信號中提取[kΔt,T+(k-1)Δt]時(shí)間窗內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)；其中，T為故障信號的周期，Δt為采樣間隔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濾除故障信號中衰減直流分量的方法，其特征在于，采用以下公式對所述DFT輸出相量序列進(jìn)行衰減差分運(yùn)算：

其中，為衰減差分相量；

利用公式(5)可獲得衰減差分相量序列滿足以下關(guān)系式：

其中，為準(zhǔn)確基頻相量，x₀為準(zhǔn)確基頻相量的實(shí)部，y₀為準(zhǔn)確基頻相量的虛部；

為DFT輸出相量中包含的準(zhǔn)確基頻相量，根據(jù)公式(6)，利用衰減差分相量序列

可構(gòu)建關(guān)于x₀和y₀的線性方程組：

其中，和分別代表的實(shí)部與虛部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濾除故障信號中衰減直流分量的方法，其特征在于，所述故障信號包括基頻分量、整次諧波、衰減直流分量及直流偏移分量；

所述故障信號的表達(dá)式為：

其中，A₀為偏移直流分量的幅值，A_m為各整次諧波幅值，ω為角速度，t為時(shí)間，θ_m為各整次諧波初相角，D為衰減直流分量初始值，α為衰減時(shí)間常數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濾除故障信號中衰減直流分量的方法，其特征在于，所述對所述采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行離散傅里葉變換，得到輸出量為：

其中，為DFT輸出相量；為中包含的準(zhǔn)確基頻相量；為中由衰減直流分量造成的衰減直流相量；為T時(shí)刻的DFT輸出相量；為中包含的準(zhǔn)確基頻相量；為中由衰減直流分量造成的衰減直流相量；B₁為準(zhǔn)確基頻相量的幅值；θ₁為準(zhǔn)確基頻相量的初相角；j為虛數(shù)單位；D為衰減直流分量初始值，N為一個周期中包含的采樣點(diǎn)數(shù)，T為故障信號的周期。