应用三谱线插值FFT分析电力谐波的改进算法

分析了加窗三谱线插值FFT算法的原理。针对算法开方运算量大、响应速度慢的不足,分析了窗函数主瓣内谱线的相位特性,推导出在忽略谐波间泄漏影响的情况下窗函数主瓣内任意相邻两根谱线相位差等于π的规律。在此基础上提出了一种改进三谱线插值修正算法,该算法在不影响精度的前提下可将插值过程所需的求幅值运算量减少为常规算法的1/3。仿真和实验结果表明,改进算法有效地减少了插值过程的计算量,提高了算法响应速度,同时仍然具有较高的计算精度,适用于电力谐波的分析测量。

基于全相位FFT三谱线校正的电网谐波与间谐波检测算法

电网谐波检测中,传统FFT算法存在的频谱泄露现象影响了检测的精度.为解决这一问题,分析和比较了全相位FFT算法与FFT算法之间的区别,将一种三谱线校正方法推广到精度更高的全相位FFT算法,并由此提出一种全相位FFT三谱线校正算法.该算法利用频谱峰值频点周围三根谱线信息构造频率偏移量修正公式,进而获得全相位FFT幅值和频率校正值,并利用全相位FFT的相位不变性直接获得信号相位.通过与FFT三谱线插值算法、全相位FFT双谱线校正算法和全相位FFT双谱线插值算法对比,结果表明该全相位算法具有更好的谐波和间谐波检测精度,并且抗白噪声能力更强.

基于三谱线插值FFT算法在列车失稳检测中的研究

针对传统的快速傅里叶变换(FFT)算法在进行列车振动频谱分析中存在栅栏效应和频谱泄漏现象,不能对列车振动加速度信号进行准确测量的问题,提出一种基于三根谱线来修正频率和幅值的计算方法,通过加窗和插值来改善计算的准确度。仿真证明了该算法的高精度和简单易实现的特点。

Nuttall窗三谱线插值法在雷达辐射源识别中的应用

研究了雷达辐射源谐波特征,针对快速傅里叶变换(FFT)提取谐波特征过程导致的频谱泄漏和扇形损失问题,对比几种常用窗函数的性能,提出了使用四项五阶Nuttall窗函数结合三谱线插值修正的方案,恢复雷达辐射源谐波的幅度特征。最后通过仿真验证了算法的准确性。

基于旋转微椭地球模型的内核平动振荡三重谱线理论模拟与实验探测

本文基于旋转微椭地球模型,采用简正模理论计算了地球内核平动振荡三重谱线的本征周期,理论上系统研究了地球内部介质（包括密度、地震波速等）分布异常对三重谱线本征周期的影响,计算了不同的内外核密度差和地核中的不同的P/S波速对应的内核平动振荡理论三重谱线周期;利用全球分布的9个超导台站,迭积每个台站长达54个月的高精度超导重力仪数据,在亚潮汐频段（0.162~0.285cph）检测内核平动振荡三重谱线.结果发现,三重谱线本征周期对内外核边界的密度跳跃非常敏感,随着密度差的增加,以类似于双曲线的特征减小;无论是采用地球质量不变的方法还是采用浮力频率为常数的方法,计算得到的三重谱线本征周期结果相差较小,且随着内外核密度差的增大,差距逐渐减小;内、外核P波波速分布异常对三重谱线周期的影响基本相当,内核S波波速分布异常比P波波速分布异常对三重谱线周期的影响小1个量级;探测到一组信噪比较高且满足谱峰分裂特征的三重谱线的信号（0.19281,0.21456和0.24151cph）,有极大的可能是来自于内核平动振荡.基于探测结果可以推断实际的地球模型其内外核密度差应该介于PREM模型和1066A地球模型之间,更接近于1066A模型.

球状纳米系统高能级斯塔克效应和谱线

以三层CdS／HgS／CdS球状纳米系统为例，研究了在电场和层间作用下球状纳米系统高能级斯塔克效应的能级分裂规律以及谱线的频率、强度和自发幅射系数的线度效应．结果表明，系统的斯塔克效应在只有电场时，能级是拔1，3，．．，（2n-1）的规律进行分裂，与氧原子类似；有电场和层间同时作用时，能级是按1，4，…，n2的规律进行分裂．量子跃迁时各谱线的频率均随系统线度增大而减小，除少数谐线外，多数谱线的强度随线度增大而减小，而自发幅射系数随线度增大而增大；电场会引起谱线的频率发生改变，其谱线频移量与电场强度的平方成正比：除少数谱线外，电场和层间作用引起的谱线频移量均随线度增大而减小；层间作用会使电了的能级稍有降低，稍微增大谱线的强度和自发幅射系数值，但它不会影响谱线的频率、强度和白发幅射系数随线度的变化趋势，在线度较小时层间作用的影响才显著．

基于Nuttall窗的三峰插值谐波算法分析

针对快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样下存在检测精度低的问题,根据Nuttall窗的旁瓣特性以及FFT后信号的谱线特点,提出一种基于Nuttall窗三峰插值的电力系统谐波检测算法。用曲线拟合得到修正公式,并基于修正公式进行了Matlab仿真。仿真结果表明,在同等条件下,该算法处理信号的幅值修正相对误差小于2.44×10-5%,相位修正相对误差小于0.004%。该算法相对于单峰及双峰插值精度更高,相比于五点、九点算法,所提算法可以提前得到修正公式无需对离散序列重新组合。

内核平动三重谱线的实验探测

固态内核的平动振荡是地球基本简正模之一,又称为Slichter模,由于地球的自转和椭率,该简正模将会出现谱峰分裂现象,产生三重谱线.根据Slichter模的谱峰分裂特征,采用全球地球动力学计划观测网中全球分布的6台超导重力仪(SG)的同步、长期、连续观测资料的积谱探测Slichter三重谱线存在的可能性.分析结果表明,在Slichter三重谱线可能出现的亚潮汐频段(0.162～0.285cph),6台SG观测平均噪音水平为0.0158nm/s2,可观测到全球谐信号的振幅为0.0152nm/s2;说明如果Slichter模存在,就有可能被全球SG识别.在全球SG观测中发现了周期分别为5.310,4.995和4.344h的一组全球谐信号,恰好符合Slichter模的谱峰分裂特征,意味着这组信号有可能来自于内核的平动振荡,由此可以推断内外核边界的密度差介于PREM和1066A地球模型提供的相应数值之间.

HHT技术探测Slichter模三重谱线的研究

探测Slichter模态三重分裂可有效约束内核密度、内核半径及内外核边界密度跳跃。虽然Smylie(1992)声称探测到了Slichter模态三重分裂,但至今未被国际学术界公认。本文结合一个实验算例,阐述了Hilbert-Huang变换(HHT)分析方法的核心思想,并将该方法应用于探测Slichter模三重分裂谱线的研究。我们选取了全球分布的8个台站连续记录两年的小时间隔超导重力数据,进行了潮汐和气压改正后,将它们叠加获得重力残差;然后对重力残差作HHT分析,得到能量谱,进而选出了12种可能的谱峰组合,其中两组结果与Smylie的结果很接近,且本文得到的谱峰分裂相比于Smylie的结果具有更好的对称性。

继电保护器中的谐波分析

研究了在继电保护器中常见的电力信号谐波分析的处理方法,推导了在加窗情况下的RIFI幅值比较法的具体公式,并就电力系统这一信号特点以及继电保护器的局限性改进了这一方法,给出了具体的幅度误差分析仿真图并做出了比较。

基于LabWindows／CVI的列车逆变电源分析仪的设计

本文基于插值快速傅里叶变换原理,改进了一种基于汉宁(Hanning)窗的三谱线估计插值方法;采用传感器采样的线性拟合算法和频率跟踪技术动态调整采样频率方案,设计出了一款基于LabWindows/CVI的列车逆变电源分析仪,成功用于电力谐波分析,提高了系统的分析精度,仿真实验和测试结果表明这种全局修正的插值快速傅里叶变换算法是成功的。

提高雷达液位测量精度的频率估计算法研究

线性调频连续波(LFMCW)雷达液位测量系统中,回波信号的频率精确估计是实现液位测量的关键步骤.分析三谱线频偏校正法和双线性幅度(RIFE)改进法两种频率估计算法在频率估计中的优缺点及噪声对频率估计的影响.结合两者的优势,提出一种提高雷达液位测量精度的精确频率估计的优化算法,通过matlab实验仿真,该方法测量精度高、计算量小、具有实现简单、快速实时处理等优点,并且在TMS320VC5509A的DSP信号处理芯片上实现该算法应用.