[发明专利]一种用于局部放电信号压缩传输的自适应压缩感知方法

权利要求书

1.一种用于局部放电信号压缩传输的自适应压缩感知方法，其特征在于包括以下步骤：

A、数据预处理，将低信噪比信号通过小波滤波转化为高信噪比信号；

B、对高信噪比重叠分块后训练过完备字典，字典中原子仅和局放脉冲高度相关；

C、判定信号块是否包含局放脉冲，如果包含则将其标签置为1，否则置为0；

D、对于不同标签的信号块进行压缩采样；

E、对于压缩采样后的信号进行稀疏重构，得到原始信号。

2.根据权利要求1所述的用于局部放电信号压缩传输的自适应压缩感知方法，其特征在于：步骤A中，首先使用5阶高通巴特沃斯滤波器，滤波器截止频率为20kHz，滤除基波及部分低频噪声分量；然后通过小波滤波的方法滤除周期窄带噪声及白噪声，其中小波分解层数设为3层，小波函数为dB8小波，阈值采用硬阈值法；然后采用重叠分段的方法，对信号x重叠分块，各块长度为2L，第p块可表示为

且有，

其中，为第p块信号的第1个采样点，x^(p-1)L+l为原信号第(p-1)L+l个采样点，且l＝1、2、...、2L；相邻两块信号重叠长度为L，且

3.根据权利要求1所述的用于局部放电信号压缩传输的自适应压缩感知方法，其特征在于：步骤B中，训练过完备字典包括以下步骤，

B1、字典初始化；给定一个字典，或根据联合数据样本进行初始化；

B2、稀疏编码；根据已知字典Ψ，利用跟踪算法求解每一个样本的稀疏系数向量x_i即，

B3、字典更新，固定稀疏系数矩阵X，根据迭代次数或误差要求，更新字典直到得到最优字典为止。

4.根据权利要求3所述的用于局部放电信号压缩传输的自适应压缩感知方法，其特征在于：步骤C中，判定信号块是否包含局放脉冲包括以下步骤，

C1、对求取信号块L取绝对值，并求其极大值点Max

C2、求取每段信号的方差值Var；

C3、计算最大值点Max与方差值Var的差的绝对值，记为峰度差Pea

Pea＝|Max-Var|；

重复步骤C1-C3，依次求取同一周期信号内各块信号的峰度差，并按照降序方法排列，形成峰度差向量P的图像；

C4、峰值差快速下降区域所对应点表示存在局部放电脉冲，而缓慢下降区域则表示为噪声区域，连接图像首位两点，由该线段与P曲线差值最大处确定脉冲判定阈值ε；

C5、根据上述步骤选择多个周期实测数据，求取多个ε，最终判定阈值为

5.根据权利要求1所述的用于局部放电信号压缩传输的自适应压缩感知方法，其特征在于：步骤D中，对于不同标签的信号块进行压缩采样包括以下步骤，

D1、设定恢复误差率指标G，

其中，y表示原始采样信号，为算法恢复信号，当误差率小于0.1时，则认为恢复成功；

D2、设置不同的观测矩阵φ(M×N)中M的值改变压缩率，选取满足残差率要求的最低的M，记为临界采样率，其中有脉冲的临界采样率记为噪声信号块记为

D3、选择多个周期实测数据，求取多个临界采样率和最终各信号快临界采样率阈值分别为M¹和M²，

D4、分别设定采样率阈值后，观测矩阵φ取为高斯随机矩阵，稀疏字典选择步骤B获得的自适应稀疏字典，通过OMP算法实现局部放电技术的压缩感知。