[发明专利]基于局部投影与小波包分解的机电系统信号组合降噪方法

摘要

本发明公开了发明基于局部投影与小波包分解的机电系统信号组合降噪方法，首先利用互信息法和Cao方法计算时间序列最佳延迟时间和最佳嵌入维数，重构出时间序列的高维相空间，先利用递归图方法计算合适的邻域半径，采用局部投影方法对相空间流形结构进行多次修复，并根据关联维数的变化来判别最佳的修复效果，同时在局部投影降噪的基础上采用小波包降噪方法从频域进行降噪，抑制高频噪声干扰，得到较为光滑的流形曲线，取得更好的降噪效果。本方法同时兼顾了动力学系统流形结构的修复和频域的降噪，对于信噪比为5‑25dB的中高强度噪声有很好的降噪效果，本方法对于中高强度噪声的抑制优势，可以得到较好的发挥。

主权项

1.基于局部投影与小波包分解的机电系统信号组合降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)、根据Takens嵌入定理，将时间序列经过重构得到一个m维相空间；步骤2)、以m维相空间中的第n个相点即观测点Y(n)作为参考点，计算每个点距离观测点Y(n)的欧式距离，得到相点之间的欧式距离之后，根据距离寻找邻域相点满足D_ni＜ε；步骤3)、根据得到的邻域相点，求取邻域相点的质心步骤4)、在邻域中，计算构成的邻域矩阵A_n，构成m×m的协方差矩阵C_n＝(A_n)^T(A_n)，计算C_n的特征值s₁≥s₂≥…≥s_m和对应的特征向量e₁,e₂,…,e_m最后得到q个最小特征值对应的特征向量并构成投影矩阵：步骤5)、根据每一个邻域相点的邻域中心位置，对邻域相点进行修正，计算邻域相点的修正值；步骤6)、将相空间进行反重构，恢复时间序列；步骤7)、利用GP算法计算时间序列关联维度，根据关联维数的变化来确定最佳迭代次数，并输出降噪结果；若未达到最佳迭代次数，重新进行步骤1)至步骤6)，完成局部投影降噪；步骤8)、在局部投影降噪结果基础之上，利用小波包方法进行降噪，抑制高频噪声的干扰。