[发明专利]一种基于快速kurtogram算法的高压断路器振动信号降噪方法

摘要

本发明公开了一种基于快速kurtogram算法的高压断路器振动信号降噪方法，包括以下步骤：1）通过加速度传感器对高压断路器正常状态下的振动信号、故障状态下的振动信号进行采集；2）对采集到的振动信号进行快速kurtogram算法分析，得出使不平稳信号谱峭度指标最大的中心频率和相应的频率分辨率；3）基于步骤2）基于得到的中心频率以及频率分辨率进行滤波器设计，对振动信号进行带通滤波。实验数据表明：本发明对高压断路器振动信号降噪可以取得较好地降噪效果。

主权项

1.一种基于快速kurtogram算法的高压断路器振动信号降噪方法，具体步骤如下，其特征在于：步骤1：通过加速度传感器对高压断路器运行状态下的振动信号进行采集；步骤2：对采集到的振动信号进行快速kurtogram算法分析，得出使不平稳信号谱峭度指标最大的中心频率和相应的频率分辨率，具体步骤如下；谱峭度的计算公式为：其中：符号|·|和<·>分别表示取模值和数学期望既平均值，H(t,f)为被分析振动信号的时频复包络。t为时间，f为频率；在步骤2中，所述采用快速kurtogram算法对高压断路器振动信号进行分析具体步骤如下：2.1分别构建一个低通滤波器h0(n)和一个高通滤波器h1(n)：h0(n)＝h(n)ejπn/4(f∈[0,1/4])h1(n)＝h(n)ej3πn/4(f∈[1/4,1/2])其中：h(n)是截止频率为1/8，采用归一化频率，即上述f均同的低通滤波器模型；2.2将信号x(n)通过第k层第i个滤波器后的短时傅里叶变换系数(i＝0,…,2^k‑1，k为分解层数)重新作为输入进行低通和高通滤波，依次重复下去，其中，为信号x(n)在中心频率f_i＝(i+2^‑1)2^‑k‑1和频率分辨率，即带宽为(Δf)_k＝2^‑k‑1处的时频复包络，用代替式(1)中的H(t,f)，从而得到快速谱峭度图谱的计算公式：2.3由快速谱峭度图谱计算公式得出频率/频率分辨率匹配结构图，即第k层第i个滤波器后的的谱峭度值；2.4找出谱峭度值最大处的中心频率和相应的频率分辨率，即得出滤波器参数；步骤3：基于得到的中心频率以及频率分辨率进行滤波器设计，对振动信号进行带通滤波。