[发明专利]基于经验模态分解EMD的分接开关振动信号降噪方法

权利要求书

1.一种基于经验模态分解EMD的分接开关振动信号降噪方法，其特征在于，所述降噪方法包括以下步骤：

步骤1：通过加速度传感器对有载分接开关OLTC运行状态下的振动信号进行采集；

步骤2：采用经验模态分解EMD算法对采集的振动信号进行分解，得到本征模态函数IMF分量；

步骤3：在通过经验模态分解EMD分解得到的本征模态函数IMF分量中，对前设定数量个本征模态函数IMF分量采用基于经验模态分解EMD阈值降噪的方法进行降噪处理，而对于其余的本征模态函数IMF分量则采用Savitzky-Golay滤波器进行降噪。

2.根据权利要求1所述的分接开关振动信号降噪方法，其特征是：

在步骤1中，所述故障状态包括有载分接开关OLTC触头松动以及触头脱落。

3.根据权利要求1所述的分接开关振动信号降噪方法，其特征是：

所述加速度传感器安装在分接开关的顶端。

4.根据权利要求1所述的分接开关振动信号降噪方法，其特征是：

在步骤2中，所述采用经验模态算法对分接开关振动信号进行分解的具体步骤为：

2.1确定分接开关振动信号x(t)所有的局部极大值点，然后用三次样条线将信号所有的局部极大值点相连形成上包络线；

2.2再用三次样条线将信号所有的局部极小值点相连形成下包络线，其中上、下包络线包络全部的数据点；

2.3将上述两条包络线相应各点的值取平均，得到一条曲线m₁₀，然后求原始信号x(t)和此曲线的差h₁₀(t)为：h₁₀＝x(t)-m₁₀；

2.4将h₁₀(t)作为原始信号，重复步骤2.1-2.3，得到h₁₁＝x(t)-m₁₁，判断h₁₁(t)是否满足本征模态函数IMF分量条件，如果满足，那么h₁₁(t)就是第一个本征模态函数IMF分量，记imf₁＝h₁₁，转入步骤2.6，否则进入2.5；其中，IMF分量条件为：

2.5把h₁₁(t)作为原始数据，即将h₁₁(t)作为分接开关振动信号x(t)，重复步骤2.1-2.4，得到上、下包络线的平均值m₁₂，再判断h₁₂＝h₁₁-m₁₂是否满足本征模态函数IMF条件，如不满足，则继续循环，直到得到的满足本征模态函数IMF的条件的h_1k为止，记imf₁＝h_1k，则imf₁为分接开关振动信号x(t)的第一个满足本征模态函数IMF条件的分量；转入步骤2.6；

2.6将本征模态函数imf₁从x(t)中分离出来，得到

r₁＝x(t)-imf₁ (2)

将r₁作为原始数据重复步骤2.1-2.5，得到x(t)的第二个满足本征模态函数IMF条件的分量本征模态函数imf₂重复循环n次，得到信号x(t)的n个满足本征模态函数IMF条件的分量本征模态函数imf_i(i＝1,2,…,n)；记：

当r_n成为一个单调函数不能再从中提取满足本征模态函数IMF条件的分量时，循环结束，r_n称为残余函数，代表开关振动信号的平均趋势。

5.根据权利要求4所述的分接开关振动信号降噪方法，其特征是：

在步骤2.4中，所述ε取值为0.1-0.0001，优选取值为0.1。