提高谐波检测精度的自适应VMD检测方法、装置及存储介质与流程

技术特征：
1.一种提高谐波检测精度的自适应vmd检测方法，其特征在于，包括以下步骤：对谐波信号p(t)进行归一化处理；将信号p(t)进行k层变分模态分解，k＝2,3
…
n 1，求取最优分解层数k
best
；利用最优分解层数k
best
对信号p(t)进行分解，得到k
best
个本征模态分量c
i
(t)，i＝1,2
…
k
best
；对本征模态分量c
i
(t)进行hilbert变换，得到瞬时幅值a
i
(t)和瞬时频率f
i
(t)；从瞬时幅值a
i
(t)和瞬时频率f
i
(t)中找出最符合信号趋势的波形，对其两端进行处理，端点处理后得到的信号为a
i
(t)'和f
i
(t)'；求取a
i
(t)'和f
i
(t)'的均值，得到各谐波分量的幅值及频率。2.如权利要求1所述的提高谐波检测精度的自适应vmd检测方法，其特征在于，所述将信号p(t)进行k层变分模态分解，k＝2,3
…
n 1，求取最优分解层数k
best
具体包括：将信号p(t)进行k层变分模态分解，k＝2,3
…
n 1，求取不同分解层数各个本征模态函数imf的形状因数sfr
imfn
，求取信号p(t)的形状因数sfr
p(t)
，定义形状因数mevar＝mean(sfr)/var(sfr)，mevar最小值mevar
min
时的分解层数为谐波信号的最优分解层数k
best
。3.如权利要求2所述的提高谐波检测精度的自适应vmd检测方法，其特征在于，所述将信号p(t)进行k层变分模态分解，k＝2,3
…
n 1，求取最优分解层数k
best
的具体过程如下：a)初始化分解层数k＝2，定义最大分解层数k
max
，初始化参数n；b)根据式更新u
k
；c)根据式更新d)依据更新λ；e)若满足，则停止迭代，若不满则，则返回步骤b)；f)计算k层本征模态函数imf的形状因数以及mevar，其中g)判断k是否等于k
max
，若等于则程序终止，若不等于则k＝k 1，返回步骤b)，最终得到mevar最小值mevar
min
时的分解层数为最优分解层数k
best
。4.如权利要求1所述的提高谐波检测精度的自适应vmd检测方法，其特征在于：所述对本征模态分量c
i
(t)进行hilbert变换，得到瞬时幅值a
i
(t)和瞬时频率f
i
(t)具体包括：对本征模态分量c
i
(t)进行hilbert变换，构造解析信号：
其中，表示第i个c
i
(t)分量的hilbert变换，τ表示为时间，表示为c
i
(t)分量的瞬时幅值函数，表示为c
i
(t)的瞬时频率。5.如权利要求1所述的提高谐波检测精度的自适应vmd检测方法，其特征在于：所述从瞬时幅值a
i
(t)和瞬时频率f
i
(t)中找出最符合信号趋势的波形，对其两端进行处理中，对瞬时幅值a
i
(t)左端进行处理的具体过程如下：a)寻找出除特征波形外所有三角波形的起始点值a
i
(i)，其对应的时间点为：其中m
′
i
和n
′
i
分别为信号a
i
(t)的极大值和极小值，分别对应的时间为和a
i
(t)的左端点为a
i
(1)，a
i
(1)
‑
m
′1‑
n
′1为特征波形，a
i
(i)
‑
m
′
i
‑
n
′
i
为最匹配波形，当t
a(i)
不在取样点时，采用三次样条插值对其进行处理；b)求取所有特征波形与三角波形的匹配误差，其误差公式为：e(i)＝|m
′
i
‑
m
′1| |n
′
i
‑
n
′1| |a
i
(i)
‑
a
i
(1)|c)得到最小匹配误差mine(i)，将mine(i)所对应的三角波形作为匹配波形，延拓至a
i
(t)的左侧，同理得到a
i
(t)信号右侧的匹配波形，端点处理后得到的信号为a
i
(t)'和f
i
(t)'。6.一种提高谐波检测精度的自适应vmd检测装置，其特征在于，包括：归一化处理模块，用于对谐波信号p(t)进行归一化处理；最优分解层数求取模块，用于将信号p(t)进行k层变分模态分解，k＝2,3
…
n 1，求取最优分解层数k
best
；变分模态分解模块，用于利用最优分解层数k
best
对信号p(t)进行分解，得到k
best
个本征模态分量c
i
(t)，i＝1,2
…
k
best
；hilbert变换模块，用于对本征模态分量c
i
(t)进行hilbert变换，得到瞬时幅值a
i
(t)和瞬时频率f
i
(t)；端点处理模块，用于从瞬时幅值a
i
(t)和瞬时频率f
i
(t)中找出最符合信号趋势的波形，对其两端进行处理，端点处理后得到的信号为a
i
(t)'和f
i
(t)'；幅值及频率获取模块，用于求取a
i
(t)'和f
i
(t)'的均值，得到各谐波分量的幅值及频率。7.一种提高谐波检测精度的自适应vmd检测装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1
‑
5任一所述方法的步骤。8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1
‑
5任一所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种提高谐波检测精度的自适应VMD检测方法、装置及存储介质，该方法包括以下步骤：对谐波信号P(t)进行归一化处理；将信号P(t)进行k层变分模态分解，k＝2,3


技术研发人员：周金 雷平 牛晖 张建涛 邓丽娜
受保护的技术使用者：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2021/11/4