基于Kaiser窗双谱线插值FFT的谐波分析方法

为进一步减少加窗插值FFT的频谱泄漏和栅栏效应,提出了基于Kaiser窗的双谱线插值FFT的电力谐波分析方法,运用多项式拟合求出了实用的插值修正算式,推导了信号基波与各次谐波频率、幅值、初相角的计算式。仿真结果表明,Kaiser窗函数设计实现灵活、抑制频谱泄漏效果好,基于Kaiser窗的双谱线插值FFT方法能有效克服基波频率波动与白噪声对谐波分析的影响,在非整数周期截断条件下,对含21次谐波信号的频率计算相对误差仅为1.4×10%,幅值计算相对误差≤0.002%,初相位计算相对误差≤0.0001%,三相谐波电能计量应用实践证明了该方法的正确性。

基于多项式逼近的单峰谱线插值算法在间谐波分析中的应用

快速傅里叶变换在非同步采样和非整数周期截断的情况下存在较大误差,无法获得较精确的间谐波参数值。现有单峰谱线插值算法可以提高间谐波频率、相位和幅值的计算精度,但修正公式计算复杂,影响检测精度。为此,文章提出了一种基于多项式逼近的单峰谱线插值算法,利用距间谐波频点最近的单根离散频谱幅值估计出待求间谐波的幅值,并利用多项式逼近方法推导出幅值、频率及相位的修正公式,基于该方法,推导了一些常用窗函数的修正公式。通过与现有单峰和双峰谱线插值算法在噪声情况下的仿真比较,证明了该方法易于实现,能有效减小估计偏差,提高数据检测精度。

基于LabVIEW的FFT加窗插值算法在谐波检测中的应用

在对信号进行FFT变换时,由于非同步采样与非整周期截断,会产生频谱混叠与泄漏,影响测量精度。引入布莱克曼窗函数,采用双谱线插值修正算法,改善测量精度,并用LabVIEW搭建了虚拟实验平台,进行仿真分析。仿真结果表明:谐波测量准确度等级达到A级,抗干扰能力增强。

基于加窗双峰谱线插值的高精度FFT谐波分析

傅里叶变换进行电力系统谐波分析时很难做到同步采样和整周期截断,由此造成的频谱泄漏将影响谐波分析的效果,通过加窗和插值可以改善谐波分析的准确度。讨论了加余弦窗与双峰谱线插值算法,利用多项式逼近的方法得到频率和幅值的修正公式,这些改进能够进一步降低泄漏和噪声干扰,提高谐波分析的准确性。仿真结果证实了算法的正确性与易实现性。

谐波分析的改进双峰谱线算法

加窗插值FFT是电力系统谐波分析常用算法,在此基础上的双峰谱线算法能够有效改善谐波数据准确度。但是该算法的分析精度很大程度上取决于信号频率校正系数α的计算精度,本文利用专用电能计量芯片ATT7022B准确测量出基波频率,在此基础上推导出α的简化算式,极大地降低了双峰谱线算法的计算量,并利用多项式逼近获得了幅值修正的计算公式,显著提高了谐波分析精度。最后通过仿真和实验结果验证了本文改进算法的有效性与易实现性。

改进型余弦窗在虚拟仪器谐波分析中的应用

传统窗函数在谐波分析中存在误差和计算量较大等问题,不能满足谐波在线监测快速、准确的测量需求。为减小频谱泄漏和栅栏效应的影响,同时保证系统的快速性,采用基于改进余弦窗的双谱线插值FFT算法进行谐波分析。利用Compact RIO的高速数据处理能力和Lab VIEW图形化的开发环境将改进型余弦窗应用于谐波分析中,以并网光伏发电系统为监测对象,通过仿真实验验证,改进型余弦窗在谐波分析中具有精度高、实时性好的特点。

基于二阶海宁卷积窗和双峰插值傅里叶变换的谐波检测方法

针对采用傅里叶变换检测谐波时存在的频谱泄露和栅栏效应问题,提出采用二阶海宁卷积窗的加窗算法来减少频谱泄露,采用双峰谱线插值修正算法抑制栅栏效应的谐波检测方法。Matlab仿真结果表明,该谐波检测方法对于稳态谐波的检测精度较高,且很好地改善了频谱泄露和栅栏效应问题。对于波动谐波,提出可采用小波变化与傅里叶变换和加窗插值法相结合的谐波分析方案。

改进单峰谱线插值算法在谐波检测中的应用

快速傅立叶变换是电力系统谐波分析常用方法,但FFT在非同步采样和非整数周期截断的情况下存在较大误差,无法获得较精确的谐波参数。在此基础上现有单峰谱线插值算法可以有效改善谐波数据准确度。但是算法的分析精度很大程度上取决于信号频率校正系数的计算精度且计算量大,利用专用电能计量芯片ATT7022B可准确测量出基波频率,在此基础上推导出的简化算式,极大降低了单峰谱线算法的计算量,并利用多项式逼近获得了幅值修正公式,显著提高了谐波检测的精度。

基于加窗插值FFT的电力谐波检测算法研究

通过分析比较常用的谐波检测方法,根据电力谐波信号的特点,提出了布莱克曼窗与双峰插值相结合的算法,并推导出频率和幅值的修正计算公式,从而进一步降低了泄漏和噪声干扰,提高了计算频率和幅值的准确度.仿真结果验证了算法的正确性与有效性.

基于相关子空间的双峰发射线光谱特征提取与分析

低分辨率天体光谱中呈现的双峰发射线轮廓可能反映着比较珍稀的物理现象,如双活动星系核(AGNs)、双超大质量黑洞(SMBH)、喷流云与窄线区的相互作用,也可能是光谱处理过程产生的低质量特征线。双峰发射线轮廓一般由2个或2个以上的波峰构成,对该特征进行提取并分析,可作为双AGN、星系对、双黑洞等稀有天体更有效的搜寻依据,从而有助于更深入地研究星系乃至宇宙的形成与演化。提出一种新的基于相关子空间的双峰发射线特征提取与分析方法,主要工作分为以下三部分:首先利用稀疏差异因子δ度量双峰发射线光谱中属性差异程度,利用KNN方法约束参与稀疏差异因子计算的光谱范围,在此基础上,针对LAMOST低分辨率光谱给出基于相关子空间的特征提取方法;其次,为了验证稀疏差异因子σ以及KNN的输入参数k对双峰发射线光谱的适应性,选择LAMOST双峰发射线光谱样本及普通星系光谱数据,红移范围z<0.3(确保Hα,Hβ,[OⅢ]λλ4959,5007,[NⅡ]λλ6548,6584,[SⅡ]λλ6717,6731等发射线落在LAMOST波长覆盖范围),获得训练集光谱总数332+332(正负样本)条,并借助人眼检查分析该方法中的两个参数:k和δ阈值α对结果的影响,实验表明,当k=18,α=0.6时,相关属性分布较密集且稀疏点较少,结果比较理想;最后,对332条双峰发射线光谱特征子空间所在的波长区间、双峰红/蓝移间隔、双峰线强比等进行了理论分析、测量及人眼认证的基础上,给出了基于相关子空间的双峰发射线特征表述。此外,从双峰特征子空间上不同的发射线激发机制([OⅢ]/[NⅡ]/[SⅡ]等禁线、Hα、Hβ等氢线)及相关特征子空间上线强关系等角度,对样本中双峰轮廓进行了分析。

基于双窗全相位FFT双谱线插值的谐波和间谐波分析算法

在利用传统快速傅里叶变换进行谐波和间谐波分析时,由于非同步采样或非整周期截断,容易影响谐波和间谐波的检测精度。本文提出了一种基于双窗全相位快速傅里叶变换双谱线插值的电力谐波和间谐波分析算法。该算法利用双窗全相位快速傅里叶变换主谱线相位值来估计信号初相位,选择紧邻峰值频点的左右两根谱线进行频率和幅值的插值校正,结合多项式拟合函数推导出典型窗函数下全相位快速傅里叶变换的实用修正公式。通过与传统快速傅里叶变换双谱线插值法、全相位快速傅里叶变换比值法及全相位快速傅里叶变换相位差法的仿真对比实验,验证了所提出的新算法在密集频谱分析、谐波和间谐波的高精度检测及克服白噪声污染等方面的准确性与有效性。

一种非整周期采样的高精度FFT电压闪变算法

根据传统IEC闪变测量原理,考虑谐波和电网频率可能造成的误差,提出了一种针对非整周期采样的高精度的闪变计算方法。算法核心是对非整周期采样的电网电压波形加布莱克曼窗进行实序列FFT,然后进行双谱线插值修正计算结果,对得到的调幅波信号加权得到瞬时闪变视感度。加窗可以减轻频谱的泄露,插值可以对结果进行补偿,实序列FFT可以提高运算速度。通过仿真证明该方法有效且易于实现。

基于加窗插值和ZoomFFT的电网宽频信号自适应测量方法

随着电力电子化电网的不断发展,日趋宽频化、复杂化的电网信号对测量算法的自适应性和精度提出了更高的要求。为此,提出了一种基于加窗插值和复调制细化谱分析的宽频信号自适应测量方法。基于主、旁瓣特性和插值校正过程对窗函数进行选型后,根据信号频谱的主瓣干扰情况,分别基于4项5阶Nuttall窗双谱线插值算法和复调制细化谱分析法进行针对性的测量。最后,通过仿真对比及实测数据分析验证了所提方法的测量精度和稳定性,结果表明其有效实现了0~2.5 kHz范围内谐波和频率相近间谐波的高精度自适应测量,更高的测量精度和更低的运算代价使其能够满足电力电子化电网的测量需求。

改进LSTM神经网络在电机故障诊断中的应用

三相异步电机因其结构简单、维护方便、可靠性高等特点被广泛应用到工业生产中,所以保证三相异步电机在生产环境中的安全与稳定运行具有十分重要的意义;传统的三相异步电机故障诊断均采用特征电流法,但在实际应用中由于特征谐波难以分离,从而导致无法判断;采用先进的长短期记忆(LSTM)神经网络以及最新提出的RAdam优化器,在电机正常运转时对其运行特性进行实时采集,通过双峰谱线插值法以及滑窗法提取谐波之后,对电机输出结果进行时序预测和比对;最后以工程中实际电机数据为例,通过测量其故障运行实际数据,验证了该算法的可行性;经实验测试可得,相比于传统神经网络,该算法具有更好的故障检测能力。

基于矩形自卷积窗的加窗插值修正算法

非同步采样时,快速傅里叶变换应用于谐波分析容易造成频谱泄露和栅栏效应,影响谐波分析的效果,通过加窗和插值可以改善谐波分析的准确度.在分析矩形自卷积窗的旁瓣性能的基础上,文章提出了一种基于矩形自卷积窗的双谱线插值修正算法,仿真实验证明了该算法的有效性,且便于嵌入式系统实现.