[发明专利]一种基于样本熵与小波变换的线损特性分析方法

权利要求书

1.一种基于样本熵与小波变换的线损特性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、输入原始线损数据；

S2、设定滑动移除数据的窗口长度S以及滑动步长L；

S3、从待分析的原始线损率数据的第i个数据开始连续移除S个数据，再将剩余N-S个数据拼接在一起形成一个新的线损率序列；

S4、利用样本熵理论计算重新拼接的线损率序列的熵值；

S5、保持移除数据的窗口尺度不变，以步长L逐步移动窗口，重复步骤S3～S5，直到原始线损率数据序列结束为止；

S6、通过步骤S2～S5得到一个随窗口移动的样本熵序列；

S7、根据步骤S6的样本熵序列的变化情况判断线损率异常点，并使用异常数据两侧平均值进行补全；

S8、重复步骤S2～S7，对修正后的线损率数据进行检验，直至前后两次样本熵平均值之差在一个设定的值内；

S9、对修正后的线损率数据进行小波变换，得出线损率小波方差；

S10、根据线损率小波方差分析线损率的周期变换。

2.如权利要求1所述的基于样本熵与小波变换的线损特性分析方法，其特征在于，在步骤S9中，所述的小波变换采用的是Morlet复小波，Morlet复小波表达式为：

对于线损率序列f(t)，其连续小波变换为：

式中，W_f(a,b)称为小波系数；ψ^*(t)是ψ(t)的复共轭函数，a为频域参数，b为时域参数；

通过小波变换系数W_f(a,b)可以进而计算得到线损率小波方差；

3.如权利要求1所述的基于样本熵与小波变换的线损特性分析方法，其特征在于，在步骤S4中，所述的样本熵理论为：

对于给定的线损率序列x(1)，x(2)，…，x(N)，其样本熵的计算步骤如下所示：

(a)将线损率数据按照时间顺序排列成一组m维矢量

X_m(i)＝(x(i),x(i+1),…,x(i+m-1)) (1)

式中，i＝1,2,…,N-m+1；

(b)定义X_m(i)与X_m(j)之间的距离d为两者对应元素中差值最大的一个

d(X_m(i),X_m(j))＝max(|X_m(i+k)|-|X_m(j+k)|) (2)

式中，k＝0,1,2,…,m-1；

(c)给定阈值r，对于每一个i值，计算X_m(i)与其余所有矢量X_m(j)(j＝1,2,…,N-m+1且i≠j)之间的距离d(X_m(i),X_m(j))；统计d(X_m(i),X_m(j))小于r的数目N_m(i)，以及此数目与矢量总数的比值B_m(i)：

(d)对B_m(i)求其平均值，记为B′_m：

(e)将维数增加为m+1，重复步骤(a)～(d)，得到B′_m+1；

(f)理论上时间序列的样本熵为定义为：

当N为有限值时，样本熵的估计值为

SampEn(N,m,r)＝-ln(B′_m+1/B′_m) (6)

r取原始序列x(i)的0.1～0.25倍标准差，参数m取1或2。