[发明专利]一种基于小波变换的单通道变频用电信号盲源分离方法

权利要求书

1.一种基于小波变换的单通道变频用电信号盲源分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、数据采集：利用电流传感器采集用电负载的总电流,并将电流信号送至A/D转换模块，得到单路混合变频用电信号；

步骤2、构建虚拟多通道：用Morlet小波基对单通道的变频用电信号进行多尺度的连续小波变换，构建虚拟多通道；

步骤3、数据预处理：对步骤2中的数据进行预处理，包括去均值和白化；

步骤4、ICA处理步骤3中的数据，得到各独立分量及混合矩阵：

步骤5、修正独立分量的顺序及幅值；

由于大部分用电信号的频率为50HZ，部分变频用电信号的最低频率为f_L，f_L<50HZ，最高频率为f_H，步骤2中，小波变换的尺度因子a的个数为M，M＝源信号的个数，则

其中f₀为小波基的中心频率，f_s为采样频率；

用ICA对步骤3中的数据进行处理，得到各独立分量c₁,c₂,...,c_M，独立分量c₁,c₂,...,c_M的顺序与电器开启的顺序并不一致，并且c₁,c₂,...,c_M的幅值与源用电信号的幅值也不一致；

步骤5中，独立分量的顺序的修正方法如下：首先设定一个阈值，若某时刻独立分量的幅值大于该阈值，则认为该时刻有电器开启；若某时刻独立分量的幅值小于该阈值，则认为该时刻没有电器开启；取各独立分量大于阈值时的最初时刻，记为t₁,t₂,...,t_M，对t₁,t₂,...,t_M从小到大进行排序，排序后的时间记为T₁,T₂,...,T_M，其对应的各独立分量顺序也相应做出调整，调整后的各独立分量依次为C₁,C₂,...,C_M，则调整后的各独立分量的顺序与各电器的开启顺序依次对应。

2.根据权利要求1所述的基于小波变换的单通道变频用电信号盲源分离方法，其特征在于：步骤5中，独立分量的幅值的修正方法如下：设源用电信号的周期为T，取则分别取T₁+t,T₂+t,...,T_M+t时刻混合信号的幅值，记为令

则I₁,I₂,...,I_M依次为M个家用电器开启后的电流值；

设i₁,i₂,...,i_M分别为顺序修正后第一个独立分量在T₁+t时刻的幅值、第二个独立分量在T₂+t时刻的幅值、...、第M个独立分量在T_M+t时刻的幅值，则

则M个独立分量的幅值依次调整为

调整后的各独立分量的幅值与源用电信号的幅值一致。