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《基于小波變換的數(shù)字濾波算法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、基于小波變換的數(shù)字濾波算法張玉春1，楊成峰2，馬振霞3，王文娟4（1.國(guó)電南思系統(tǒng)控制有限公司，江蘇南京211153；2.東南大學(xué)電氣工程學(xué)院，江蘇南京210096；3.伊川二電廠，河南洛陽471300；4.鄭州熱電廠，河南鄭州450003）摘要：基于緊支撐正交小波變換理論和多分辨率分析特性的應(yīng)用研究，提出了信號(hào)的數(shù)字濾波的算法方案，并通過仿真對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證和比較，仿真分析表明基于小波變換的濾波方案，能夠有效地濾除衰減直流分量、噪聲、頻率波動(dòng)和非整次諧波的影響。關(guān)鍵詞：小波變換,數(shù)字濾波,多分辨率分析,算法Digitalfilteringari
2、thmeticbasedonwavelettransformZHANGYu-chun1,YANGCheng-feng2,MAZhen-xia3,WANGWen-juan41.SP-NiceSystemControlCo.Ltd.,Nanjing211153,China;2.SoutheastUniversity,Nanjing210096,China;3.YichuanSecondPowerPlant,Luoyang,471300,China;4.HeatandPowerPlantofZhengzhou,Zhengzhou,450003,Chin
3、a)Abstract：Basedonapplicationstudyofclosesupportcrosswavelettransformtheoryanditsmulti-resolutionanalysischaracteristic,thedigitalfilteringarithmeticforsignalisputforward.Thearithmeticisvalidatedandanalyzedbysimulation.Thesimulationandanalysisresultsprovethatthedigitalfilteri
4、ngarithmeticbasedonwavelettransformiscapableoffilteringdirectcurrentcomponent,noise,frequencyjitterandnon-integerorderharmonicefficiently.Keywords：WaveletTransform,DigitalFiltering,Multi-ResolutionAnalysis,Arithmetic1緒論在微機(jī)保護(hù)裝置中，數(shù)字濾波是非常重要的環(huán)節(jié)，尤其在故障暫態(tài)當(dāng)中，信號(hào)通常含有大量的諧波，而且被分析對(duì)象已不是穩(wěn)態(tài)，
5、而是暫態(tài)的非周期性的波形，仍采用間斷頻譜的傅氏級(jí)數(shù)分析方法是不合適的。小波分析是一個(gè)新的數(shù)學(xué)分支，是一種十分有效的時(shí)頻分析工具，其最突出的特點(diǎn)是：它在時(shí)域和頻域同時(shí)具有良好的局部化性質(zhì)以及多分辨率分析(Multi-ResolutionAnalysis)的特點(diǎn)。它采用的是不同尺度的分析方法，在信號(hào)的不同部位得到最佳的時(shí)域分辨率和頻域分辨率，為非平穩(wěn)信號(hào)的分析提供了一條新的途徑。多分辨率分析能夠以不同的層次顯示信號(hào)的特征，其實(shí)質(zhì)就是把信號(hào)在一系列不同層次的空間上進(jìn)行分解的方法[1]。這種分解能將各種交織在一起的不同頻率組成的混合信號(hào)分解成不同頻帶的子
6、信號(hào)，因而能有效地應(yīng)用于信噪分離、編碼解碼、模式識(shí)別等問題。因此，將小波分析技術(shù)應(yīng)用于信號(hào)的數(shù)字濾波以及算法分析，可實(shí)現(xiàn)諧波分量的有效分離，有望進(jìn)一步提高濾波以及保護(hù)算法精度和抗干擾性能，大大增進(jìn)微機(jī)保護(hù)的性能。正是在這種意義下，小波變換被譽(yù)為數(shù)字顯微鏡，成為分析非平穩(wěn)變化或具有奇異性的故障信號(hào)強(qiáng)有力的分析手段,在信號(hào)分析處理,濾波以及邊緣檢測(cè)等領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用[2]。2數(shù)字濾波電壓、電流信號(hào)經(jīng)過保護(hù)裝置的電流互感器和電壓互感器變換成電壓信號(hào)后，一般先要經(jīng)過模擬低通濾波器進(jìn)行濾波，保護(hù)裝置對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣保持和A/D轉(zhuǎn)化后，一般還要經(jīng)過數(shù)字
7、濾波[3]。設(shè)置在采樣前的模擬低通濾波器主要是為了防止頻率混疊，其截至頻率一般較高。數(shù)字濾波器在繼電保護(hù)中是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因?yàn)樵陔娏ο到y(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，就常有奇次諧波，主要為3次及5次諧波,在短路事故過程中，除了有非周期衰減的直流分量外，還由于線路分布電容的影響，產(chǎn)生暫態(tài)的高頻分量。為了消除上述諧波及分量對(duì)繼電保護(hù)的影響，保護(hù)中必須考慮濾波措施。數(shù)字濾波實(shí)質(zhì)上就是一種算法，它的輸入是一組經(jīng)過量化的采樣值X（k），輸出是經(jīng)過變換或處理的另外一組數(shù)值量Y（k）。數(shù)字濾波器的作用就是從X（k）序列中提取有用信息Y（k），而將無用的成分去掉或盡可能的衰減。在
8、微機(jī)保護(hù)裝置中一般都是通過程序即軟件來實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器。它有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：(1)精度高，不存在與負(fù)載阻抗匹配的問題，只要有足夠的字長(zhǎng)位數(shù)
