基于小波变换的多尺度电能质量信号压缩采样方法研究

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1、中图分类号TP29UDC620硕士学位论文学校代码10533密级公珏基于小波变换的多尺度电能质量信号压缩采样方法研究SamplingMethodforPowerQualitySignalBasedonWaveletMulti—scaleCompressivedSensing作者姓名：田霄学科专业：控制科学与工程研究方向：过程控制学院(系、所)：信息科学与工程学院指导教师：贺建军教授答辩委员会主席中南大学二O一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他

2、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：日期：边址年工月琴日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：皿导师签名：鞋日期：龇年

3、』月茑日基于小波变换的多尺度电能质量信号压缩采样方法研究摘要：电能质量信号采样是电能质量分析、优化的前提。短时电能质量信号突变速度极快，持续时间短，采样数据庞大，给存贮、传输、分析、处理都带来了极大困难。压缩感知理论具有采样和压缩同时进行的特性，降低了对采样速率的要求，节省了存储空间。本文依据国际标准，建立了电能质量信号的单一干扰模型和多重干扰模型。针对电能质量信号的特点，分析了应用压缩感知理论进行电能质量信号采样的可行性，并分别对受谐波、电压突变、间谐波等干扰的电能质量信号模型的应用效果进行了仿真。仿真结果表明，基于压缩感知理论的采样方法，可以在极少的采样点的条

4、件下，以较高的概率和较低的误差重构原始信号。针对谐波信号的特点，提出了轮换测量矩阵的改进方法。仿真结果表明，改进的轮换测量矩阵能够在更低的压缩比条件下精确重构原信号，且性能稳定，误差小，效果明显优于普通轮换测量矩阵和高斯随机测量矩阵。分析了受冲击、振荡干扰的电能质量信号不能精确重构的原因，提出了基于小波变换的多尺度压缩感知采样方法。仿真结果表明，该方法对受冲击、振荡、谐波、电压突变等干扰的电能质量信号都能精确重构。说明该方法不依赖于信号类型，更具普遍适用性，能够满足电能质量分析的要求。本文中共有图65幅，表格9个，参考文献69篇。关键词：压缩感知；轮换测量矩阵；小

5、波；多尺度分类号：TP29SamplingMethodforPowerQualitySignalBasedonWaveletMulti—scaleCompressivedSensingAbstract：Signalsamplingistheprerequisitesforanaly-zingandoptimizingthepowerquality．Thespeedingchangeofpowerqualitysignalnotonlybringsgreatchallengetothesampling，butalsobringsmassivedata．Compres

6、sivedsensingtheorycancompresssignalwhilesamplingwhichreducenotonlytherequirementofsamplingdevicebutalsothestoragespace．First，accordingtointemationalstandards，wemodeledaseriesofcommonpowerqualitysignal，includingthesingalinterferencemodelandmultipleinterferencemodel．Weestablishedthefeas

7、ibilityofapplyingcompressivedsensingtheorytopowerqualitysignalsampling．Andthen，wesimulatedthismethodonvariouspowerqualitysignals．Simulationresultsshowthatthecompressivedsensingtheoryhastheabilitytoreconstructthepowerqualitysignalwithalowratio，lowerrorundertheinterferenceslikeharmonic，

8、volta