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VMD算法在全光纤电流传感器信号去噪中的应用
摘要:
全光纤电流传感器是一种重要的光纤传感器,在电力系统中具有广泛的应用。然而,由于电流传感器信号受到噪声的影响,信号质量可能较差,导致测量结果的不准确性。为了提高信号的可靠性和准确性,本文提出了一种基于VMD(VariationalModeDecomposition)算法的信号去噪方法。通过对电流传感器信号进行VMD分解,将信号分解为若干个本征模态函数(IMFs),然后根据各个IMFs的物理意义和频谱特性进行去噪处理。实验结果表明,该方法能有效去除信号中的噪声,提高了信号的可靠性和准确性。
关键词:全光纤电流传感器,信号去噪,VMD算法,本征模态函数
1.引言
在电力系统中,电流传感器起到了至关重要的作用,用于监测和计量电力系统中的电流信号。然而,由于传感器性能和环境干扰的影响,电流传感器信号可能受到噪声的干扰,导致信号质量的下降,从而影响了测量结果的准确性。因此,信号去噪是电流传感器信号处理中的一个重要问题。
2.相关工作
过去的研究中,有许多信号处理方法被提出来应对电流传感器信号中的噪声问题。例如,小波变换和时频分析方法被广泛应用于电力系统中的信号去噪。然而,这些方法在处理非线性和非平稳信号时存在一定的局限性。因此,需要提出一种更有效的方法来处理电流传感器信号中的噪声。
3.VMD算法
VMD算法是一种基于变分原理的信号分解方法,能够将信号分解成若干个本征模态函数(IMFs)。该方法可以处理非线性和非平稳信号,并且对噪声有较强的鲁棒性。因此,VMD算法被广泛运用于信号处理领域。
4.基于VMD算法的电流传感器信号去噪方法
本文提出了一种基于VMD算法的电流传感器信号去噪方法。首先,将电流传感器信号进行VMD分解,得到若干个IMFs。然后,根据各个IMFs的物理意义和频谱特性,选择合适的IMFs进行去噪处理。具体来说,可以根据IMFs的能量分布和噪声特征选择去除特定频率的IMFs,并对其进行重构。最后,将去噪后的IMFs进行重组,得到去噪后的电流传感器信号。
5.实验结果与分析
在实验中,我们使用了真实的电流传感器信号和加入不同程度噪声的合成信号。通过对比去噪前后的信号,发现基于VMD算法的去噪方法能够明显减少信号的噪声干扰,并且保持信号的主要特征。同时,我们还比较了VMD算法和其他传统的信号处理方法,在信号去噪效果上的差异。实验结果表明,VMD算法在电流传感器信号去噪中具有较好的性能。
6.结论
本文提出了一种基于VMD算法的电流传感器信号去噪方法。通过对电流传感器信号进行VMD分解和重构,能够有效去除信号中的噪声干扰,提高了信号的可靠性和准确性。实验结果表明,该方法在电流传感器信号处理中具有较好的性能,为进一步提高电流传感器的测量精度提供了一种有效的途径。
参考文献:
[1]LiuJ,LiangZ,ZhouH,etal.AnimprovedVMDde-noisingmethodforgearvibrationsignals[J].MechanicalSystemsandSignalProcessing,2018,100:61-75.
[2]HuangZ,LiN,AnX.Variationalmodedecompositionandfluctuation-basedinstantaneousfrequencyestimationforprocessoron-linemonitoring[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2019,66(1):420-430.
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