[发明专利]一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法

权利要求书

1.一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：输入待处理的含噪局部放电信号；

步骤2：利用极点对称模态分解算法对含噪局部放电信号进行ESMD分解，得到模态分量和残余分量，每个模态分量分别包含局部放电信号在不同频率段的特征；

步骤3：计算各个模态分量的相关系数，并基于相关系数筛选出有效局部放电信号模态分量；

步骤4：再次计算各个模态分量的峭度值，并基于峭度值筛选出保留冲击成分及故障信息的信号模态分量；

步骤5：对筛选后的模态分量进行重构并自适应阈值滤波，得到去噪后的局部放电信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述的步骤2包括以下分步骤：

步骤201：找出信号g(t)的所有极值点，并将它们依次记为E_i，对所有相邻的极值点用线段连接，并标出线段的中点F_i，利用线性插值补充在中点集合的左右两边各加一个边界点F₀和F_n，利用所获取的n+1个中点构造p条插值线L₁,…,L_P，p≥1，并计算对应的均值曲线L^*＝(L₁+…+L_P)/p；

步骤202：对g(t)-L^*重复步骤201直到|L^*|≤ε，ε为预先设定的容许误差，或筛选次数达到了预先设定的最大值K，此时分解出第一个模态分量IMF₁，并对g(t)-IMF₁重复上述步骤依次获得IMF₂，IMF₃…，直到最后余量R剩余特定数量的极点。

3.根据权利要求1所述的一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述的步骤3具体包括：利用相关系数公式计算各个模态分量的相关系数值，保留相关系数值大于设定值的信号模态分量，即基于相关系数筛选出有效局部放电信号模态分量。

4.根据权利要求3所述的一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述的相关系数公式为：

式中，为信号模态分量的相关系数，f(t)为原始局部放电信号，IMF_i(t)为f(t)的第i阶IMF分量。

5.根据权利要求1所述的一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述的步骤4具体包括：利用峭度值公式计算各个模态分量的峭度值，筛选峭度值大于特定值的信号模态分量，即筛选出保留冲击成分及故障信息的信号模态分量。

6.根据权利要求5所述的一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述的峭度值公式为：

式中，K₁为信号模态分量的峭度值，f(t)为原始局部放电信号，N为f(t)的信号长度，μ为f(t)的信号均值，σ为f(t)的信号方差。

7.根据权利要求1所述的一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述的步骤5具体包括：重构有效模态分量并使用自适应阈值函数对筛选出来的模态分量进行滤波，最后进行重构得到降噪后的局部放电信号。

8.根据权利要求7所述的一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述的自适应阈值函数，其对应的数学公式为：

式中，为计算后的小波系数，ω_j,k为重构信号小波系数，T为局部放电信号周期，α为自适应系数，取值范围为0≤α≤1。

9.根据权利要求3所述的一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述的设定值为0.3。

10.根据权利要求5所述的一种基于ESMD联合自适应阈值的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述的特定值为3。