一種微弱直流信號中的脈衝幹擾檢測方法

2023-07-28 03:09:01 3

專利名稱：一種微弱直流信號中的脈衝幹擾檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種脈衝幹擾檢測方法，尤其是一種微弱直流信號中的脈衝幹擾檢測方法。
背景技術：
在軌道交通直流牽引保護系統中，電流相關保護所需要的信號主要通過分流器獲取。當直流電流通過分流器時，分流器將輸出幅值很小的直流電壓信號，其幅值一般在15OmV以內。但是，在直流電壓信號傳輸過程中，來自各種電氣幹擾的脈衝噪聲往往會對信號造成較大的影響，最終導致電流相關保護誤動作，嚴重影響了直流牽引保護系統的可靠性。從時域角度看，脈衝噪聲的特點是其幅度遠大於分流器輸出的直流電壓信號，且脈衝之間的間隔時間遠大於脈衝持續時間；從頻域角度看，脈衝噪聲的頻譜範圍遠大於直流牽引系統電流信號的頻譜範圍。現有技術主要從頻域的角度出發，通過低通濾波的方式對噪聲進行過濾，這種方法只能濾除幅度小、頻譜範圍窄的噪聲，無法對幅度大、頻譜範圍寬的脈衝噪聲進行有效檢測和抑制。

發明內容
本發明提供了一種針對噪聲幅度大、持續時間短、間隔時間長的脈衝進行檢測的一種微弱直流信號中的脈衝幹擾檢測方法。實現本發明目的的一種微弱直流信號中的脈衝幹擾檢測方法，包括如下步驟:(I)設計觀察窗口選擇合適的採樣率f，通過AD轉換器對信號進行採樣，並將轉換結果讀取到相應的存儲器中，將連續M個採樣點定義為一個觀察窗口 W，相鄰的觀察窗口之間無數據重疊；觀察窗口的時間寬度Tm = M/f，對於脈衝噪聲的脈衝時間寬度Tn，滿足Tm彡Tn，M彡2 ;(2)計算並存儲觀察窗口的窗口幅度根據觀察窗口的設置，每完成M個採樣點後，計算出相應觀察窗口的窗口幅度
權利要求
1.一種微弱直流信號中的脈衝幹擾檢測方法，包括如下步驟: (1)設計觀察窗口 選擇合適的採樣率f，通過AD轉換器對信號進行採樣，並將轉換結果讀取到相應的存儲器中，將連續M個採樣點定義為一個觀察窗口 W，相鄰的觀察窗口之間無數據重疊；觀察窗口的時間寬度Tm = M/f，對於脈衝噪聲的脈衝時間寬度Tn，滿足Tm彡Tn，M彡2 ; (2)計算並存儲觀察窗口的窗口幅度 根據觀察窗口的設置，每完成M個採樣點後，計算出相應觀察窗口的窗口幅度 MΑ^Σα^其中ai(i = 1，2...Μ)為觀察窗口內的連續M個採樣點AD轉換值，並對觀察窗口的幅度進行存儲； (3)設計觀察窗口幅度序列 連續存儲最新的Q = 2ρ+1個觀察窗口的窗口幅度其中，ApS最近一個觀察窗口 Wp的窗口幅度，Atl為待過濾的觀察窗口 Wtl的窗口幅度，Α_ρ為觀察窗口 Wtl之前的第P個觀察窗口 W_p的窗口幅度；根據時間推移，每產生一個最新的觀察窗口，即需要將原有的Q個觀察窗口序列進行一次滑動，以保證觀察窗口 Wp總是最新的觀察窗口，對於最小脈衝間隔時間Ts，必須滿足Q個觀察窗口的總時間長度(2p+l) Tm小於Ts，ρ彡2 ; (4)計算窗口幅度差值並比較存儲 每當產生一個最新的觀察窗口 Wp，可以對Wp之前的第ρ個觀察窗口 Wtl進行濾波；計算Di = IA1-AcJ,其中i =-ρ，...-1，1，...P，共2p個窗口幅度差值；根據脈衝噪聲的幅度以及上升時間情況可設定比較閾值Dth，將2p個窗口幅度差值和Dth分別進行比較，將窗口幅度差值超過Dth的數量記為B，並進行存儲； (5)檢測脈衝幹擾並對受到幹擾的觀察窗口進行過濾 如果B p+1，則認為觀察窗口 Wtl可能存在脈衝幹擾，計算C = I A_p-Ap I，根據有效信號的上升時間和幅度情況可設定比較閾值Cth，如果C < Cth則認為不存在幹擾脈衝，可以將A0直接作為濾波結果K輸出；如果C ^ Cth則認為存在幹擾脈衝，此時計算V ^ = (A_p+Ap) /2作為濾波結果4輸出。
全文摘要
本發明提供了一種針對噪聲幅度大、持續時間短、間隔時間長的脈衝進行檢測的一種微弱直流信號中的脈衝幹擾檢測方法，包括如下步驟(1)設計觀察窗口；(2)計算並存儲觀察窗口的窗口幅度；(3)設計觀察窗口幅度序列；(4)計算窗口幅度差值並比較存儲；(5)檢測脈衝幹擾並對受到幹擾的觀察窗口進行過濾。本發明所述的一種微弱直流信號中的脈衝幹擾檢測方法，針對微弱直流信號中的脈衝噪聲幅度大，脈衝持續時間短，脈衝間的間隔時間長的特點，從時域分析的角度出發，通過評估多個觀察窗口的窗口幅度，無需高採樣率和大量運算，即可從微弱直流信號中檢測到脈衝噪聲並進行抑制。
文檔編號H02J1/02GK103197161SQ20131009854
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月26日 優先權日2013年3月26日
發明者全曉霖 申請人:北京清電華力電氣自動化科技有限公司