[发明专利]一种低频振荡快速衰减信号分量参数的提取方法

摘要

本发明公开了一种Prony法低频振荡快速衰减信号分量参数的提取方法，包括以下步骤：读入滤波后的测量数据；划分时段；在第二时段内分析慢速衰减信号分量参数；调整慢速衰减信号分量参数；在第一时段内分析快速衰减信号分量参数；分析结果输出。本发明把采样时段划分成两个时段，第二时段求低频振荡中慢速衰减分量参数，第一时段求快速衰减分量参数，可以有效提取快速衰减分量信息，同时也能提高慢速衰减分量参数的计算精度。本发明求得的低频振荡中各信号分量的频率、衰减因子、幅值和初相参数准确度高，可以更好反映低频振荡的特征，能为采取措施抑制低频振荡提供可靠依据。

主权项

1.一种Prony法低频振荡快速衰减信号分量参数的提取方法，其特征在于：包括以下步骤：A、读入滤波后的测量数据按照采样间隔Δt和采样时长T读入滤波后的测量数据，所述的采样时长T>10s，采样间隔Δt＝0.005s；B、划分时段把采样时长T分成两个时段，分段时刻为ts，第一时段时长为t1，t1的最佳取值范围为0.5s≤t1≤1.4s，剩余时段划为第二时段t2，则第二时段时长t2＝T‑t1；C、在第二时段内分析慢速衰减信号分量参数第二时段测量数据用来分析低频振荡中的慢速衰减信号分量参数，所述的信号分量参数为信号分量的频率、衰减因子、幅值和初相参数；采样间隔为Δt2，Δt2＝2k2Δt,k2＝5,6,…,14，从ts时刻开始每间隔Δt2从读入的测量数据中取一个值，形成第二时段的测量数据，采用扩展Prony法分析低频振荡中的慢速衰减信号分量参数；在第二时段内，以ts时刻为扩展Prony法分析的0时刻，所取测量数据的个数N2为式中，T为原始测量数据的采样时长，t_s为分段时刻，Δt₂为第二时段测量数据的采样间隔；为向上取整符号；D、调整慢速衰减信号分量参数步骤C分析得到的慢速衰减信号分量参数是以分段时刻ts为计时起点的信号分量参数，需要转换成以0时刻为计时起点的信号分量参数，各信号分量的频率和衰减因子不变，幅值和初相为式中，Ai和θi分别是以ts时刻为计时起点的第i个信号分量的幅值和初相，Ai0和θi0分别是以0时刻为计时起点的第i个信号分量的幅值和初相，fi和αi分别为第i个信号分量的频率和衰减因子；p为低频振荡中慢速衰减信号分量的个数；根据式(2)得到的θi0需要调整为反余弦函数的主值，即使得θi0在[‑π,π]范围内；E、第一时段测量数据处理步骤D得到以0时刻为计时起点的各信号分量的频率、衰减因子、幅值和初相参数后，从第一时段测量数据减去已经分析出的慢速衰减信号分量值，只保留快速衰减信号分量；F、在第一时段内分析快速衰减信号分量参数利用第一时段已处理过的测量数据分析低频振荡中的快速衰减信号分量参数，采样间隔为Δt1，Δt1＝k1Δt,k1＝1,2，从0s开始每间隔Δt1从已处理过的测量数据中取一个值，形成第一时段的测量数据，采用扩展Prony法分析低频振荡中的快速衰减信号分量参数；第一时段所取测量数据的个数N1为G、分析结果输出将第二时段得到的慢速衰减信号分量参数与第一时段得到的快速衰减信号分量参数合在一起，作为分段Prony法得到的所有信号分量参数。