[发明专利]基于Hankel矩阵奇异值分解的局部放电信号去噪方法及装置

权利要求书

1.基于Hankel矩阵奇异值分解的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

S1、采用双指数衰减振荡函数构造染噪信号；

S2、对染噪信号使用设定截取长度的信号序列滑动构造Hankel矩阵并进行奇异值分解，得到染噪信号中局部放电信号发出的时间段；

S3、对发出时间段的局部放电信号滑动构造Hankel矩阵并进行奇异值分解，利用比例增大法判断局部放电信号有效阶次；

S4、对有效阶次个奇异值进行信号重构，得到去噪后局部放电信号；

S5、将去噪后局部放电信号在时间段外的信号置零，得到与染噪信号相同长度的无噪局部放电信号。

2.根据权利要求1所述的基于Hankel矩阵奇异值分解的局部放电信号去噪方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

采用双指数衰减振荡函数分别模拟局部放电信号和服从w～N(0,0.4²)分布的白噪声信号，共同构成染噪信号y(k),k＝1,2,…,N，其中N为信号长度；

所述双指数衰减振荡函数表示为：

其中Z₄为信号增幅，τ为衰减系数，频率f_c为振荡中心，t₀为开始放电时刻，m₄(t)为模拟信号在任意时刻t对应的值。

3.根据权利要求2所述的基于Hankel矩阵奇异值分解的局部放电信号去噪方法，其特征在于，步骤S2中所述设定截取长度的信号序列表示为y^K(s),(s＝s,s+1,...,s+K)，其中，s为截取开始时刻，K为截取长度；

所述步骤S2具体为：

S21、设M＝s；

S22、将染噪信号y(k)使用设定截取长度K的信号序列y^K(M)滑动构造Hankel矩阵，表示为：

其中，1＜n＜M，当M为偶数时，当M为奇数时，m＝M-n+1；

S23、进行奇异值分解，公式为：

其中，奇异值λ_i满足λ₁≥λ₂≥…λ_r＞0，r为矩阵H的秩，u_i和为HH^T的特征向量，v_i为H^TH的特征向量，H^T为矩阵H的转置；

S24、记录第一个奇异值d_N＝λ₁，令M＝M+1；

S25、若M＜N-K，则返回步骤S22继续执行；若M≥N-K，则执行步骤S26；

S26、对记录的第一奇异值序列Dk＝[d₁,d₂,…,d_s+K]绘制曲线，当曲线出现波峰W的位置与局部放电信号峰值O的位置一致时，得到染噪信号在[t₁,t₂]时段发出的局部放电信号y^*(t)，其中，t₁＝B+K，t₂＝E+K，B为波峰W起始点，E为波峰W结束点。