基于最小旁瓣九项余弦组合窗的FFT谐波分析

对信号采样时,由于难以做到同步采样,在做FFT处理时会出现频谱泄露和栅栏效应,导致测量误差较大。为了解决这些问题,提出了一种基于最小旁瓣九项余弦组合窗的插值FFT算法,并用双谱线理论详细推导了这种算法的修正公式。将该算法通过仿真,与Hanning窗、Blackman窗、Blackman-Har-ris窗、Nuttall窗、六项余弦窗插值算法的测量结果进行对比,验证了该算法具有更好的测量精度,具备实际应用价值。

基于改进余弦组合窗的解耦方程弹性波逆时偏移

弹性波矢量波场逆时偏移可以综合利用纵横波场信息,对地下空间进行清晰成像,且对于成像介质没有角度限制,可以对复杂构造进行更清晰的成像.而弹性波逆时偏移中最重要的就是求解波动方程的算法,其直接影响成像的精度以及效率.本文引进电力系统谐波分析中常用的余弦组合窗函数,并通过一种新的优化算法得到了改进的余弦组合窗函数从而得到优化后的有限差分算子.并将此算子应用于解耦方程的矢量波场分离算法从而提高了成像精度.数值测试表明基于新算法的逆时偏移的成像精度和清晰度得到了明显的提高.

基于新型余弦组合窗相位差校正的介损角测量算法

为了准确测量绝缘介质的介损角,提高谐波检测算法的稳定性和准确性,构建了一种新型的余弦组合窗,并推导出基于Nuttall窗、Blackman-Harris窗相位差校正的介损角测量算法。利用Matlab/Simulink搭建仿真模型,在基波频率波动、谐波注入变化和信噪比不同时,将本文算法同其他经典介损角测量算法进行仿真分析,验证了本文算法更加准确和稳定。

一种新的余弦组合窗插值FFT谐波分析算法

非同步采样和非整数周期截断造成的频谱泄漏会影响谐波测量结果的准确性.提出了一种新的余弦组合窗,并将该窗用于双谱线插值FFT的电力谐波算法.该方法构造出了一个新型的余弦组合窗,并利用曲线拟合函数求出实用的双谱线插值修正公式.该新型的余弦组合窗具有主瓣窄,旁瓣峰值小衰减幅度大且衰减快的特性.仿真及实验结果表明:该谐波分析方法在非同步采样和非整数周期截断条件下,频率、幅值和相位的计算相对于Blackman-harris窗和Nuttall窗来说,具有更高的精度,更小的计算量,实用性强.

用于谐波分析的最大旁瓣衰落速度优化组合余弦窗函数

提出了组合余弦窗函数优化的通用原则,利用该原则导出最大旁瓣衰减速度优化组合余弦窗函数.在非相干采样方式下,这类优化窗函数能使旁瓣以最大速度衰落,从而显著降低了频谱泄漏,有助于实现电网谐波的高精度分析.

基于组合余弦窗加权的高精度电力谐波分析

针对电力谐波加窗分析中的频谱泄漏和栅栏效应,利用电力信号在频域中的频谱只集中出现在谐波频点处的特点,以窗谱在主瓣中央和谐波频点的平坦性作为约束条件研究可同时有效抑制频谱泄漏和栅栏效应的加窗函数。提出了进行电力谐波分析时组合余弦窗须满足的基本条件。导出了窗谱的各阶导数,利用导数等于0作为主瓣中央和谐波频点的平坦性表示建立了组合余弦窗的参数方程组。对窗宽为整数个额定周期的新型窗函数的频谱进行了数值模拟,结果表明,新型窗函数在抑制频谱泄漏和抵抗栅栏效应方面性能优异,无需借助谱线插值即可实现高精度电力谐波分析。

基于Hanning自相乘窗的电力谐波FFT分析方法

目前谐波分析准确度的关键在于窗函数具有优秀的旁瓣特性。提出了Hanning窗进行时域自相乘运算,得到一种新的Hanning自相乘窗,具有旁瓣特性随着相乘次数的增加不断提高的优点。同时提出基于五项余弦组合窗的四谱线插值FFT的电力谐波分析方法,利用曲线拟合函数得到四谱线插值修正公式。对该窗函数与Hanning窗,Nuttall4项5阶窗的四谱线插值进行仿真对比,验证提出的窗函数对幅值、相位、频率具有更高的分析精度。对南京化工园热电二次电流进行谐波分析进一步验证了所提出的窗函数的有效性。

结合信号谐波特性的均值参数测量窗设计

为了有效抑制准周期信号均值类参数测量时由信号频率的起伏变化和对信号的非同步采样引入的误差,对加窗函数采用组合余弦表示并结合周期信号频谱的谐波特性,提出了一种用于准周期信号均值类参数高精度测量的加窗函数设计方法。首先,基于测量误差在采样同步时为零,并对采样不同步不敏感,分别导出了组合余弦窗的有效条件及其优化设计的平坦性准则;进而以平坦性准则为约束建立了组合余弦窗的系数方程组;最后通过求解方程组确定组合余弦窗的系数,实现了组合余弦窗的优化设计。采用优化组合余弦窗对信号加窗,能够最大限度地抑制各谐波之间的泄漏干扰,显著降低了均值类参数的测量误差。基于组合余弦窗的平坦性准则对广为应用的矩形卷积窗的最优性进行了分析,揭示出在各信号谐波频点处矩形卷积窗的频谱满足相同的平坦性。对典型信号有效值的测量进行数值模拟表明:信号频率在±10%之内起伏变化时,与同宽的矩形卷积窗相比,采用窗宽为2个和3个信号周期的优化组合余弦窗后测量精度分别提高了11倍和27.5倍以上。

电气化铁道牵引供电系统加窗插值法的谐波分析

传统电气化铁道牵引供电系统的谐波分析方法受频谱泄漏和栅栏效应的影响,不能准确地得到谐波相关参数。为此,提出一种采用加六项优化余弦组合自卷积窗和四谱线插值结合的新算法对谐波进行分析。首先采用复调制细化法分析信号中基波频率附近的谐波成份,剩余信号加窗处理,利用离散傅里叶变换找出谐波频点附近相应离散频谱的4根峰值谱线,利用插值算法对电气化铁道牵引供电系统中谐波相关参数频率、幅值及相位进行加权修正并推导出计算公式,从而进一步提高分析结果的准确性。

基于泄漏对消的电力谐波相角高精度估计算法

采用快速傅里叶变换(FFT)进行电力系统谐波分析时,受频谱泄漏和栅栏效应的影响,相角估计误差往往较大。为减小这类误差,提出一种基于频谱泄漏对消的谐波相角高精度估计算法,结合余弦组合窗时域和频域特性,综合考虑长、短范围频谱泄漏的影响,推导了基于余弦组合窗的插值FFT谐波相角计算式。该算法首先运用基于余弦组合窗的插值FFT方法获得频率偏差估计值,然后采用离散频谱泄漏对消方法进行信号谐波相角估计,实现简单,准确度高。非同步采样情况下,采用典型余弦组合窗(Hanning、Blackman、Blackman-Harris、Rife-Vincent(I)、Nuttall等)进行信号谐波相角估计的仿真实验与应用验证了本文算法的准确性和有效性。

基于一种三谱线插值的间谐波分析方法

电力系统中的间谐波除了具有普通谐波的危害之外,还会影响谐波补偿装置,导致其失效乃至损坏。因此,如何准确测量间谐波参数成为越来越被关注的问题。常用的谐波检测方法 FFT由于难以做到同步采样,会存在频谱泄漏和栅栏效应,使得谐波和间谐波测量结果出现误差,所以用加窗插值对FFT算法进行改进。传统的双谱线插值采用两根谱线信息进行修正,为了进一步提高精度,提出了利用三根谱线信息修正的方法,选取了三类四项余弦组合窗进行仿真验证,在被测信号含有噪声的情况下,对三类窗函数检测间谐波能力进行了分析,并与传统的双谱线插值进行了对比,验证了三谱线插值算法的准确性。