[发明专利]基于Chirplet变换的局部放电信号时域特征提取方法

权利要求书

1.一种基于Chirplet变换的局部放电信号时域特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，读取局部放电信号，采集局部放电信号的时域波形；

步骤二，对局部放电信号建立Chirplet基函数模型；

步骤三，采用自适应算法估算Chirplet基函数模型参数的初值；

步骤四，对局部放电信号进行Chirplet变换，得到时频图谱；

步骤五，针对高频局部放电脉冲电流信号，将时频谱图转化为用于直接体现局部放电信号视频特征的TF图谱。

2.根据权利要求1所述的基于Chirplet变换的局部放电信号时域特征提取方法，其特征在于，所述的步骤二中，是通过对信号加Gauss窗，再进行时移、频移、时频伸缩、时域倾斜、频域倾斜得到包括t₀，ω，a，σ参数在内的chirplet基函数模型，其中a为调频率的估计初值，t₀为时间中心、ω为频率中心、σ为伸缩参数。

3.根据权利要求2所述的基于Chirplet变换的局部放电信号时域特征提取方法，其特征在于，所述步骤三，采用自适应算法估算基函数中参数的初值，具体包括如下步骤：

步骤1，估算基函数的调频率；对信号进行分数维傅里叶变换得到最大幅值对应的倾角θ，得到调频率的估计初值a＝tan(θ)；

步骤2，对信号s(t)解调频，得到s₁(t)＝s(t)·exp{0.5j(-a)t²}；其中t为信号的时间变量；

步骤3，对信号s₁(t)进行带通滤波，滤波后的信号为s₂(t)；

步骤4，对信号s₂(t)进行窗长可变的短时傅里叶变换，得到信号的时间中心t₀、频率中心ω和伸缩参数σ的初值。

4.根据权利要求1所述的基于Chirplet变换的局部放电信号时域特征提取方法，其特征在于，所述步骤四，对局部放电信号进行Chirplet变换，如下式：

式中

S_CT表示局部放电信号s(t)的Chirplet变换；z(t)为信号s(t)的解析信号，通过希尔伯特变换得到，即z(t)＝s(t)+jH[s(t)]，式中H[s(t)]为信号s(t)的希尔伯特变换，为解析信号z(t)经过平移和旋转得到的表达式；g_σ(t)取高斯函数；为频率旋转算子，是将z(t)在时频平面旋转θ度，e为自然常数；为频率平移算子，是将t₀处的频率分量向上平移at₀。

5.根据权利要求1所述的基于Chirplet变换的局部放电信号时域特征提取方法，其特征在于，所述步骤五，针对高频局部放电脉冲电流信号，将时频谱图转化为TF图谱，等效时长和等效频率的算法如下式：

式中T表示等效时长；F表示等效频率；K表示局放脉冲信号采样次数；t_i表示第i时刻；t₀表示平均时长；s(t_i)表示时间t_i的采样值；f_i表示第i时刻采样信号的频率；X(f_i)表示s(t_i)经快速傅里叶变换后的值。