基于改进MFDFA算法的谐波信号多重分形特征分析

发布时间：2025-05-13 01:06

　　对谐波进行准确的检测和分析是改善电能质量、有效管理电力系统的前提条件。由于谐波的时域波形和变化趋势都存在自相似性即分形特征,且单分形不能够精细描述信号的局部分形,因此本文将多重分形理论应用到谐波分析中,对谐波信号的多重分形特性进行判定和分析。基于多重分形去趋势波动分析(Multifractal Detrended Fluctuation Analysis,MFDFA)算法具有较好的稳定性和较高的准确性,并针对传统算法在去趋势波动求取去趋势函数的环节上存在的一些不足,本文结合经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和滑动窗口技术提出一种改进的MFDFA算法。针对谐波的非线性和非平稳特点,以及小波和分形技术在处理信号本质上的相似性,本文结合小波变换理论,选取偶次谐波(二次、四次谐波)、奇次谐波(三次谐波、五次谐波、十一次谐波)进行信号的多重分形分析,并且得出谐波信号的多重分形特征与谐波频率的关系。首先利用小波的多分辨率分析特点分解原始信号,得到不同频带的分量。然后分别采用传统算法和改进算法对信号分量进行仿真处理,并对得到的多重分形谱图、q阶Hurst指...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１基于Ｆｉｙｚｅ无功理论的谐波电流检测原理图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈａｒｍｏｎｉｃ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ??

图１．１基于Ｆｉｙｚｅ无功理论的谐波电流检测原理图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈａｒｍｏｎｉｃ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ??Ｆｒｙｚｅ?ｉｎａｃｔｉｖｅ?ｐｏｗｅｒ?ｔｈｅｏｒｙ??（２）瞬时无功功率理论??三相电路....

图１．２自适应电流检测原理图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｄａｐｔｉｖｅ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??

???Ｈ—＾??图１．１基于Ｆｉｙｚｅ无功理论的谐波电流检测原理图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔ

图3.1滑动窗口技术原理图

的数据也同步变化。??滑动窗口技术处理数据可以有效减少算法的复杂度，在滑动当前窗口的不断移动和窗口数据的不断更新，数据的当前状流入而不断更新。新数据的流入与旧数据的删除同步进行，新。这些数据不断更新的特性，使得滑动窗口技术具有了动窗口技术对ＭＦＤＦＡ算法的改进主要是在区间分割方法....

图４．１信号采集设备??Ｆｉｇ．?４．１?Ｓｉｇｎａｌ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??ＮＩ数据采集设备主要包括ＳＣＢ－６８?１／Ｏ接线盒、配有ＰＸＩ－６２５１多功能数据??

含有一些谐波，所以信号采集部分主要由实验室双路输出电源和美国国家仪器??ＮＩ的数据采集设备构成。电源的输入电压调节范围是１１０／２２０Ｖ±１０％ＡＣ，输出??电压调节范围是２Ｘ０？３０Ｖ。信号采集设备如图４．１所示：??－?＂Ｔｉｌｌ?■??图４．１信号采集设备??Ｆｉｇ．?４．....

本文编号：4045503