基于加窗递推DFT算法的快速相位差校正法研究

计算谐波的相位差校正法利用间隔一个周期的两段连续N点时域采样信号并进行两次N点FFT变换,利用其对应离散谱线的相位差计算出频率变化量对幅值和相位进行校正。为了减少两次FFT运算量和提高实时性,采用了加余弦窗的递推DFT算法并利用间隔一个采样周期的两次DFT变换计算其对应离散谱线的相位差。由于加Blackman-harris窗函数的频谱泄漏影响小计算精度高,为了提高计算精度,采用加Blackman-harris窗截断,结合Blackman-harris窗的幅值修正系数公式可以准确校正幅值。为进一步提高计算速度,在计算幅值修正系数时还利用了嵌套形式的三次样条函数。通过仿真计算结果可以看出,频率误差小于0.000 1 Hz,幅值误差小于0.02%,相位误差小于0.5%,具有较高的精度。

基于PCA和相位差校正法的风切变预警算法

为了提高相干激光雷达风切变预警算法的预警率,提出一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)和相位差校正法的风切变预警算法。首先,利用PCA对雷达回波信号进行低阶主成分向量提取以实现信号重构,提高信噪比。其次,采用基于快速傅里叶变换的相位差校正法对回波信号峰值频率进行校正,降低回波信号能量泄露。然后,分别利用旋转电机实验数据和小型飞机实验数据对所提算法进行性能评估。结果表明,采用所提算法估计相干激光雷达回波信号峰值频率的平均绝对误差为0.26 MHz,对实际低空风切变的预警率为92.31%。所提算法可以有效降低相干激光雷达回波信号频率估计误差,实现低空风切变预警。

基于相位差校正法的电力谐波分析中窗函数的研究

研究了基于相位差校正法的电力谐波分析方法,仿真比较了4种电力采样信号(无噪声、小噪声(信噪比60dB)、大噪声(信噪比40 dB)和含有间谐波)分别加4种窗函数(汉宁窗、布拉克曼一哈利斯窗、二阶卷积窗和四阶卷积窗)时谐波参数估计误差.结果表明,无噪声条件下,加卷积窗的估计精度比加余弦窗时高9-10个数量级;在有噪声条件下.几种窗函数对估计精度的影响基本一致.

基于相位差校正法的加Blackman-harris窗FFT算法与实现

相位差校正法是连续两次加窗截断时域信号并进行两次FFT变换,然后利用其对应离散谱线的相位差校正出谱峰处的准确频率和相位的新校正方法,通过利用插值fft算法的窗谱函数公式还可以校正其幅值,用以解决离散频谱分析中由于不能做到同步采样带来的较大误差。由于加Blackman-harris窗函数的频谱泄漏影响小、计算精度高,所以本文采用加Blackman-harris窗截断。

基于相位差校正法的虚拟谐波功率与电能计算

本文以实现数字化变电站中的虚拟谐波功率与电能计量为目的,考虑到目前电力系统中存在的谐波电能计量不合理问题,根据谐波频率正弦波是从基波频率正弦波锁相倍频产生这一原理,介绍了在LabVIEW中以相位差校正法为基础的,通过对基波频率进行校正后再对谐波频率进行校正的谐波计算方法。在LabVIEW中仿真了正常情况下和频率偏移情况下该方法的计算效果,对仿真结果进行了误差分析;同时,利用已有的虚拟仪器软硬件平台进行了试验测量。仿真和试验结果都验证了这种虚拟功率计算的实用性和高准确度。最后,为说明该计算方法在电能计量应用中的实时性,与电子式电能表进行了对比试验,试验结果说明其在实际的电能计量中具有良好的实时性和准确度。

应用于频率宽范围波动电网的自适应采样相位差校正法

指出了定速率采样下,非同步采样造成的频谱泄漏是相位差校正法测量误差的主要来源,尤其在对频率宽范围波动的电网信号进行连续测量时,采用相位差校正法可能造成测量失败。文中提出了一种基于自适应采样的改进方法。根据前次测得的基波频率与前次计算所得的频率变化率来预测电网的实时基波频率,并实时修正采样频率,使之跟踪变化的基波频率。分别在自适应采样与定速率采样下使用相位差校正法对频率动态变化的电网信号进行仿真对比。结果表明,该方法较定速率采样方法对同一变频电网信号的幅值测量精度提高一个数量级,相位测量精度提高3~14倍,采样窗长为IEC标准规定窗长的40%。该方法减小了因基波频率动态变化而产生的频谱泄漏,使相位差校正法在频率宽范围波动的电网中能够满足谐波连续测量的精度与实时性需要。

考虑电网频率变化率的改进相位差校正法研究

针对电网信号基波频率动态变化时相位差校正法测量结果存在较大误差,甚至可能测量失败的问题,提出了一种考虑频率变化率的改进相位差校正法。指出了非同步采样造成的频谱泄漏是相位差校正法测量误差的主要来源,尤其当基频动态变化导致基波频率偏移较大时,非同步采样使测量精度严重降低。推导了基于频率变化率修正的归一化频率校正量公式,在线测量时,频率变化率用前次与当次测得的基波频率进行差商运算求得,再据此对测量结果进行了修正。分别使用考虑频率变化率的方法和原方法对变频电网信号进行了数值仿真研究。研究结果表明,改进相位差校正法有更高的测量精度,对基波的测量精度提高一个数量级,采样窗长为IEC标准规定窗长的50%,能满足频率动态变化时谐波在线测量的精度与实时性要求。

电力系统谐波频谱分析的相位差校正法

采用快速傅里叶变换(FFT)进行电力系统谐波分析时很难做到同步采样,故造成频谱泄漏,而要得到准确的频谱分析结果就必须对经FFT变换得到的频谱进行校正。详细分析了常用的相位差校正法的几种实现方法,并通过仿真比较了它们的优劣性。

一种基于频率校正的BPSK信号高精度载频估计算法

为了实现BPSK信号载频的高精度估计,提出一种基于频率校正的高精度BPSK信号载频估计算法。算法通过非线性变换将BPSK信号的载频估计问题转化为对点频信号的估计,再用DFT对点频信号进行粗估计,针对DFT估计频率分辨率差的问题,采用相位差校正法对DFT估计频率进行校正,从而实现BPSK信号载频的高精度估计。最后,通过性能分析和计算机仿真验证了算法的有效性,其结果表明:该算法在低信噪比情况下能获得较好的估计精度,在高信噪比情况下,估计精度大幅提高。

基于加Hanning窗递推DFT算法的测频方法

常用递推离散傅里叶变换(DFT)方式动态计算频谱,根据相位计算结果实时计算电网变化的频率,动态调整测量控制装置的采样频率实现同步采样。但由于截断信号会产生频谱泄漏,使得相位和频率计算结果有一定误差,采用该方法跟踪频率,实时计算电网变化的频率速度较慢。为提高频率跟踪计算速度,对加Hanning窗递推DFT算法计算频率进行了研究,利用2次加Hanning窗递推DFT求出工频基波相位经过1个工频周期后的相位变化量,再利用该变化量求出对应频率的变化量。采用加窗递推DFT有效减小了频谱泄漏的影响,提高了相位差的计算精度和速度,从而可以提高频率的计算精度和速度。该方法简单,易于实现,计算量较小,频率跟踪速度快。

感应电机故障诊断中的电机转速自动测定方法

基于定子电流信号分析的电机故障诊断方法中,需要利用电机转速来计算相关故障特征频率,且对转速精度要求非常高。感应电机运行时,其定子电流中的槽谐波分量携带着与电机转速相关的信息。结合相位差校正法,通过检测定子电流中的槽谐波频率,计算电机转速。试验结果表明,该转速计算方法具有较高的精度,并且不需要增加额外的传感器,在基于定子电流信号分析的电机故障诊断中具有很好的实用价值。

在LabVIEW中实现频谱校正

利用 L ab VIEW提供的 CIN (Code Interface Node)代码接点接口功能和 CL F (CallLibrary Function)调用库函数功能 [1,2 ] ,将频谱校正的新理论成果溶入 Lab VIEW的信号处理部分 ,完善其在信号处理频谱校正的功能 ,大大提高了频谱校正的精度 .