一种基于复小波变换提取PD信号的分块自适应复阈值算法

基于复小波系数之间的相关性以及块阈值算法能充分利用周围小波系数的特点,创建一种用于复小波变换对PD信号的去噪的分块自适应复阈值算法,并与点自适应复阈值算法和分块自适应实阈值算法的去噪效果进行了对比.利用变化趋势参数(VTP)和波形相似性参数(NCC),并结合去噪前后的信噪比(SNR)对仿真PD信号的去噪效果进行综合评价.最后,将分块自适应复阈值技术用于对实验室实测的模拟GIS超高频PD信号的去噪.结果表明,采用分块自适应复阈值算法的复小波变换抑制白噪声效果更好,在保证高信噪比(SNR)或噪声抑制比(NRR)的情况下,对信号的畸变也更小.     

用于提取PD信号的复小波簇消噪算法

因电气设备处在强烈电磁干扰环境中,常被噪声淹没,为了准确检测PD信号,需有效抑制其噪声干扰。根据PD信号和白噪干扰的复小波系数各有其特点和小波变换的本质是被分析信号和小波做内积运算,提出了从一簇复小波中逐层选择最优复小波并根据模极大值原理确定分解层数的方法即以阈值消噪法为基础的复小波簇消噪法。采用该方法对PD染噪信号进行去噪处理,并用去噪前后的信噪比(SNR)和波形相似性参数(NCC)对仿真PD信号的消噪结果进行评价。结果表明,复小波簇消噪法在满足SNR>10 dB的要求下,两个信号的NCC都>0.9,复小波簇消噪法从白噪干扰中提取PD信号的能力更强,在高SNR的情况下,信号的畸变也更小。     

用于复小波变换去噪的复阈值构造算法

基于复小波变换的特点,提出分别对其系数的实部和虚部进行独立阈值选取,根据噪声水平用复掩码算子调整阈值,由此得到复阈值的一种新算法。将所构造的复阈值用于一种全新的复合信息——WTRI,对仿真局部放电信号的去噪,并引入波形相似性参数和去噪前后的信噪比,对不同复阈值的去噪效果进行综合评价,由此总结出选择复阈值的一般规律;最后针对不同模拟缺陷类型的实测PD信号,构造了与之对应的最佳复阈值。研究结果表明,采用该复阈值技术的复小波变换抑制噪声的能力更强,而且在高信噪比的情况下,对信号的畸变也更小。     

NATA阈值算法在局部放电波形提取中的应用

目前工程应用中,局部放电小波消噪处理阈值算法广泛应用的是中值阈值算法(MAD-U),易造成有用信号的波形畸变,只适合于离线测量和局部放电脉冲幅值的检测。笔者研究了MAD-U的改进算法——基于噪声特性的自适应阈值算法(NATA)。首先研究了NATA算法的原理和构成;其次,从不同信噪比(SNR)下的阈值误差以及小波重构信号与原始信号误差两方面进行了MAD-U和NATA的比较研究。研究结果表明,MAD-U阈值算法其重构波形与原始脉冲波形的误差随信噪比SNR的增大呈指数倍增大,即高SNR的PD脉冲反而畸变严重。NATA阈值算法的误差较小且不随SNR而变化,不易造成信号波形的畸变,并且对小波分解尺度的依赖性小,适合在线检测和脉冲波形检测。     

变压器局部放电监测逐层最优小波去噪算法

针对用于局部放电监测的去除白噪声算法会造成去噪脉冲信号波形畸变,脉冲幅值等波形参数产生较大误差,不利于进一步采用脉冲波形分析去除脉冲干扰的问题。为此根据局部放电信号在小波域上的分布特点,提出了各尺度信号分解和重构的最优小波选择方法,并给出了各尺度小波阈值的计算方法。仿真信号的最优小波去噪结果显示去噪信号具有波形畸变率低和幅值误差小的特点;实测信号的最优小波去噪结果证明提出的最优小波去噪算法能有效去除局部放电监测信号中的噪声,在局部放电在线监测应用中具有良好的去噪效果。     

基于双树复小波变换信号去噪算法研究

离散小波变换被广泛应用于数字信号的去噪处理中,特别是非平稳信号、瞬时时变信号等的去噪,但是有平移敏感性的缺陷。为了克服这种缺陷,文中采用双树复小波变换进行信号去噪,并使用硬阈值、软阈值等准则进行滤波处理。最后采用SNR（信噪比）和MSE（均方误差）来评估两者信号去噪效果。结果表明,双树复小波变换能够较好的保存信号的细节信息,其去噪效果优于离散小波变换。     

基于小波阈值的局部放电去噪新方法

针对局部放电信号去噪,传统的小波阈值法因小波基、阈值和分解层数这三个因素的影响,会使去噪后的波形发生畸变,产生较大误差。为了减小这些因素的干扰,本文提出了基于小波阈值去噪的新方法。首先利用波形相似法选取最优小波基,其次通过对理想局部放电信号和高斯白噪声进行每个尺度的小波分解与重构,并结合统计学知识确定局部放电信号去噪的阈值,最后对高频信号和低频信号进行能量分析,确定最优的分解层数。利用该方法和传统的小波阈值法对仿真放电信号去噪,去噪结果表明新方法在信噪比、均方根误差、相关系数和波形畸变率四个不同的指标上都得到了有效的提升,定性和定量的分析验证了该方法的有效性,实测的去噪结果表明新方法去噪效果令人满意,为局部放电信号去噪提供了一种新思路。     

小波变换模极大值消噪算法的研究

根据信号和噪声在小波变换下的不同特性,采用模极大值去噪的算法.其中包括Mallat交替投影算法和模极大值小波域去噪算法,Mallat交替投影算法是通过剔除那些幅度随尺度而减小的模极大值点,保留幅度尺度而增大的模极大值点,然后将剩余的模极大值利用模极大值重构算法来重建原始信号,达到滤波去噪的目的.而模极大值小波域算法是先用Adhoc算法求出信号的模极大值,再根据模极大值小波域的定义求出信号的模极大值小波域,从而得到信号的小波系数,然后逆变换得到信号.实验结果表明两种算法都具有很好的消噪效果.     

超声导波管道检测的小波模极大值去噪法

在管道超声导波无损检测中,缺陷回波信号的质量是实现管道缺陷识别和特征提取的基础。针对在无损检测过程中,频散效应和噪声干扰对缺陷回波信号特征值提取的影响,利用回波信号和噪声的小波变换模极大值在不同尺度上传播特性的差异,采用小波变换模极大值的去噪算法,对超声导波回波信号进行去噪处理。仿真和模拟实验结果表明,小波模极大值去噪法能有效处理回波信号中的噪声的干扰,为下一步管道缺陷的识别与特征提取等打下良好基础。     

基于小波混合阈值方法的电能质量信号去噪

基于小波变换的阈值去噪是滤除采样信号中白噪声的有效方法.在实际应用中,阈值的选取和对小波系数的处理方法是影响其去噪效果的2个重要因素.软硬阈值方法各有其优缺点.将两者结合起来的混合阈值方法可提高去噪算法的性能.在分析软硬阈值方法各自的优缺点后,结合正态分布的规律和信号、噪声的小波系数在不同层上的分布特点,提出了能自适应确定临界尺度的软硬阈值结合的混合阈值去噪方法.对采样信号进行小波变换,根据各层小波系数能量的最小值,确定临界尺度.对小于或等于临界尺度的层数上的小波系数用软阈值方法处理,对大于临界尺度的层数上的小波系数用硬阈值方法处理,这样处理能减小信号能量损失.对尺度系数和处理后的小波系数进行重构,得到去噪后的信号.仿真实验表明.混合阈值方法去噪性能稳定,在不同信噪比下都能有效地去除白噪声,较好地保留了原信号的局部特征,且方法简单,计算量小.     

非平稳振荡局放信号去噪效果评价参数研究

为克服目前常用的波形相似性参数(NCC)只能从整体上评价去噪前后波形相似程度,缺乏对波形振荡细节描述的缺点,弥补只用NCC作为评价参数的不足,基于信号去噪必须满足畸变小和信噪比高的基本原则,对PD信号去噪后带来的波形畸变程度进行了定量评价研究,提出并定义一种描述波形相似程度的变化趋势参数(VTP),给出了离散表达式并阐述了其数学意义。对4种仿真信号去噪前后功率谱的分析验证了VTP参数设置的合理性,而且对不同强度的染噪局放信号均可采用VTP参数来反映去噪效果的优劣性;将VTP与NCC配合使用并结合SNR,能更好地对PD信号去噪效果的理论研究进行综合评价。     

快速独立分量分析算法在局放超声阵列信号去噪中的应用

根据阵列信号去噪需要最大限度保留"相位差"信息的要求,提出采用快速独立分量分析(fast independent component analysis,FastICA)对含噪局放超声阵列信号进行去噪处理。首先通过分离矩阵U实现混合信号中源信号与噪声信号的逐次分离;然后采用波形相似性原则对分离后的信号进行盲抽取,获得去噪后局放超声信号;在此基础之上,对局放超声阵列信号模型进行了重构。同时,提出以阵列流型平均相角差、波形变化趋势、波形相似性以及去噪前后的信噪比等参数对局放超声阵列信号的去噪效果进行综合评价。最后,将FastICA用于实验室实测局放超声阵列信号的去噪。结果表明,FastICA能够很好的抑制局放超声阵列信号中的白噪声,在保证高信噪比的情况下,可最大限度地保留阵列信号的"相位差"信息,确保良好的测向效果。     

Db复小波在超高频局部放电测量中的应用(英文)

On-line partial discharge(PD)detection still remains a very challenging task because of the strong electromagnetic interferences.In this paper,a new method of de-noising,using complex Daubechies wavelet(CDW)transform,has been proposed.It is a relatively recent enhancement to the real-valued wavelet transform because of tow important properties,which are nearly shift-invariant and availability of phase information.Those properties give CDW transform superiority over other real-valued wavelet transform,and then the construction algorithm of CDW is introduced in detail.Secondly,based on the real threshold algorithm of real-valued wavelet transform,complex threshold algorithm is devised.This algorithm take the different characteristics of real part and imaginary part of complex wavelet coefficients into account,it modifies the real and imaginary parts of complex wavelet coefficients respectively.Thirdly,to obtain a real de-noised signal,new combined information series is devised.By applying different combination of real part and imaginary part of de-noised complex signal,a real de-noised signal can be restored with higher peak signal-to-noise ratio(PSNR)and less distortion of original signals.Finally,On-site applications of extracting PD signals from noisy background by the optimal de-noising scheme based on CDW are illustrated.The on-site experimental results show that the optimal de-noising scheme is an effective way to suppress white noise in PD measurement.     

基于小波和高阶PDE的电缆局部放电去噪研究

局部放电(PD)试验是检测电力电缆绝缘性能的重要手段,由于试验现场电磁环境比较复杂,提取所得的PD信号已被噪声淹没。为得到较为真实的PD信号,提出了一种基于小波变换和高阶偏微分方程(PDE)相结合的去噪方法。利用小波变换提供较好的局部放电信号预处理和后处理平台,对低频子信号进行四阶PDE迭代去噪,同时采用效果评价指数信噪比(SNR)作为迭代终止条件。将该方法的去噪效果与传统的小波阀值去噪效果进行了比较,经过计算和仿真分析表明,文中方法能够较好的保留信号边缘与细节,比传统小波阀值去噪具有更优越的去噪性能。     

复小波包变换抑制PD监测中周期性窄带干扰

为了有效抑制PD测量中的周期性窄带干扰,采用相同滤波器构造小波包和"保持实小波包滤波器的幅频特性,改变其相频特性"构造复小波的方法,构造了与相应实小波包具有相同幅频特性和与相应复小波具有相同相频特性的复小波包;给出了构造复小波包的具体方法,并用描述波形相似程度的NCC和VTP参数以及幅值相对误差,对原始PD仿真信号分解后直接重构的效果进行了定量评价,证明了复小波包构造的正确性和具有很好还原非平稳脉冲信号的能力。最后,用复小波包变换技术对含有不同频率、不同强度窄带干扰的PD混合仿真和实测信号进行了去噪应用,解决了窄带干扰频率在检测仪器频带内用硬件滤波对局放信号有较大损失和用小波包变换去噪效果差的难题。     

遗传算法用于局部放电小波自适应阈值去噪

小波去噪用于局部放电信号在线监测具有良好的效果,阈值选取与局部放电去噪后信号的畸变具有紧密联系。为提高局部放电监测中小波去噪的自适应能力,并降低去噪信号的畸变率,提出一种小波自适应最优阈值去噪算法,用于变压器局部放电脉冲信号去噪。该方法采用小波对局部放电信号进行分解,在阈值选择时采用基于史坦无偏似然估计(SURE)的最优阈值自适应选择方法,并引入一种新的具有多阶导数的阈值函数,结合二进制遗传算法全局自适应搜索最优阈值,使最优阈值自适应寻优速度大大提高。对局部放电仿真信号和现场局部放电信号的去噪结果表明,该方法与Donoho阈值计算公式及标准软阈值法相比,能更好地去除局部放电信号中的白噪声,去噪信号失真度较小,具有良好的应用价值。     

粒子群算法用于局部放电小波阈值去噪

小波阈值去噪在局放信号监测分析方面应用效果较好,而小波系数阈值的选取是决定局放信号去噪后的失真和误差的关键因素。针对局放脉冲频谱特征,提出了一种基于粒子群算法的小波最优阈值选择方法,用于局放脉冲信号去噪。采用小波对局放信号进行分解,在估计最优阈值时以广义交叉验证为标准,利用粒子群算法进行全局搜索,使阈值寻优效果大大提升。对人工模拟加噪信号和典型局放脉冲仿真信号进行去噪处理和定量分析,结果表明与标准软阈值法以及Donoho阈值计算法相比,对局放信号的去噪效果更好,有着非常好的应用前景和价值。     

FFT与小波分析应用于抑制局部放电窄带干扰

局部放电极易被噪声污染,众多干扰中载波通讯、高频保护、无线电广播等周期干扰尤其严重,而窄带干扰严重时可能完全淹没局部放电信号,这给局部放电的检测工作带来了巨大困难。为了从强的窄带干扰背景中有效提取局部放电信号,在基于FFT与小波分析理论的基础上,根据窄带干扰与局部放电信号具有不同频谱的特性,提出了抑制局部放电信号窄带干扰的新方法。考虑FFT处理方法的频谱泄漏性,再用小波变换对FFT处理后的局部放电信号进行进一步消噪,由此能够取得很好的消噪效果。仿真结果表明,此方法对窄带干扰去噪要比FFT、小波及小波模极大值去噪效果好,且得到的局部放电信号失真小。