[发明专利]基于迭代自适应加权算法的绝缘油拉曼光谱基线扣除方法和系统

权利要求书

1.基于迭代自适应加权算法的绝缘油拉曼光谱基线扣除方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

步骤1：采集实际运行变压器绝缘油的油样，获取变压器绝缘油的原始拉曼光谱分析信号X；

步骤2：记Z是X扣除基线后得到的拟合向量，建立Z与X之间的精确度计算模型F和Z的平滑度计算模型R；

步骤3：基于计算模型F和R，引入Z的平滑调节参数α，构建描述所述精确度和平滑度之间平衡度的平衡函数Q；

步骤4：在平衡函数Q中引入迭代加权因子后推导拟合向量Z的表达式；

步骤5：基于拟合向量Z的表达式，采用稀疏矩阵技术和迭代自适应加权算法求解得到拟合向量Z，实现绝缘油拉曼光谱基线扣除。

2.根据权利要求1所述的基于迭代自适应加权算法的绝缘油拉曼光谱基线扣除方法，其特征在于：

步骤1中，采集实际运行变压器绝缘油的油样，通过激光拉曼光谱检测平台获取变压器绝缘油的原始拉曼光谱分析信号X。

3.根据权利要求1所述的基于迭代自适应加权算法的绝缘油拉曼光谱基线扣除方法，其特征在于：

步骤2中，采用误差平方差的和建立Z与X之间的精确度计算模型F，具体为：

其中，m为Z的长度，x_i、z_i分别为原始拉曼光谱分析信X和拟合向量Z的第i个数据的值。

4.根据权利要求3所述的基于迭代自适应加权算法的绝缘油拉曼光谱基线扣除方法，其特征在于：

步骤2中，采用相邻的两项平方差之和建立Z的平滑度计算模型R，具体为：

5.根据权利要求4所述的基于迭代自适应加权算法的绝缘油拉曼光谱基线扣除方法，其特征在于：

步骤3中，采用惩罚最小二乘算法构建描述所述精确度和平滑度之间平衡度的平衡函数Q，具体为；

Q＝F+αR＝||X-Z||²+α||DZ||² (3)

其中，α为Z的平滑调节参数；

DZ＝ΔZ，ΔZ为Δz_i构成的矩阵。

6.根据权利要求5所述的基于迭代自适应加权算法的绝缘油拉曼光谱基线扣除方法，其特征在于：

步骤4具体为：

对平衡函数Q求导，并使其等于0，即得到如下线性方程：

(I+αD′D)Z＝X (4)

其中，D为差分矩阵，D′为D的转置矩阵，I表示矩阵值为1的矩阵；

通过引入迭代加权因子w_i，将Z与X之间的精确度改变为：

其中，W是w_i在对角线上的对角矩阵；

则等式(4)变为式(6)：

(W+αD′D)Z＝WX (6)

根据式(6)得到拟合向量Z的表达式：

Z＝(W+αD′D)^-1WX (7)。

7.根据权利要求6所述的基于迭代自适应加权算法的绝缘油拉曼光谱基线扣除方法，其特征在于：

步骤5具体包括：

步骤501：初始化对角矩阵W，D，计算αD^′D；

步骤502：采用稀疏矩阵技术计算W^t+αD′D；

步骤503：根据W^t+αD′D求解第t次迭代的拟合向量；

步骤504：判断是否达到迭代次数或收敛条件，若是，则迭代次数加一后返回步骤502，否则输出拟合向量Z，实现绝缘油拉曼光谱基线扣除。