[发明专利]基于EMD和修正高斯函数的时变平均风提取方法

权利要求书

1.一种基于EMD和修正高斯函数的时变平均风提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、利用EMD将实测非平稳风速信号u(t)分解为n个固有模态分量IMF和余量r_n(t)，n表示固有模态分量IMF的数量；

A2、将最后S-1个固有模态分量加上余量r_n(t)作为u(t)的时变平均风TVM_S，1≤S≤n，并计算S取不同值时的时变平均风TVM_S对应的脉动风速m_S(t)；

A3、将修正标准差σ＝k·α引入到标准高斯分布函数中，获得修正高斯函数g[m_s(t)]：

其中，k为修正阶数，当k＝1时，修正高斯函数为高斯分布的概率密度函数；α是m_s(t)的概率密度分布函数的标准差；

A4、获得用于量化实测脉动风速m_S(t)的概率分布与所述修正高斯函数之间的相关性的修正高斯偏差系数p_s；

A5、获得多个不同的修正阶数k，针对每一个修正阶数k循环执行步骤A2到A4，计算各修正阶数k在S取不同值时对应的修正高斯偏差系数p_s；

A6、获取各修正阶数k对应的修正高斯偏差系数p_s中的最小值，并获取所述最小值对应的时变平均风TVM_S作为修正阶数k对应的备选项；

A7、获取极值点数量阈值λ，从各修正阶数k对应的备选项中筛选包含的目标极值点个数小于或等于λ的备选项作为最优时变平均风；若有多个备选项包含的目标极值点个数小于或等于λ时，从中选取目标极值点个数最多的备选项作为最优时变平均风；目标极值点为极大值或者极小值。

2.如权利要求1所述的基于EMD和修正高斯函数的时变平均风提取方法，其特征在于，步骤A4中，修正高斯偏差系数的计算公式为：

其中：f[m_s(t)]为对应脉动风速为m_s(t)时的概率密度。

3.如权利要求1所述的基于EMD和修正高斯函数的时变平均风提取方法，其特征在于，极值点数量阈值λ的计算方式为：λ＝T₁/T_min；其中，T1为实测风速的分析时间长度，T为风速荷载周期，T_min为风速载荷周期T的最小值。

4.如权利要求3所述的基于EMD和修正高斯函数的时变平均风提取方法，其特征在于，风速荷载周期T根据检测到的风速频率w计算获得。

5.如权利要求1所述的基于EMD和修正高斯函数的时变平均风提取方法，其特征在于，步骤A1中，imf_j(t)表示分解得到的第j个固有模态分量IMF。

6.如权利要求5所述的基于EMD和修正高斯函数的时变平均风提取方法，其特征在于，步骤A2中，时变平均风的计算公式为：

7.如权利要求6所述的基于EMD和修正高斯函数的时变平均风提取方法，其特征在于，步骤A2中，脉动风速的计算公式为：