解析全相位短区间正弦波频率估计算法研究

为解决波动周期数小于1情况下的正弦波频率估计问题,本文深入分析了短区间频率估计的误差与两边带的谱间干扰的关系,从而引入解析变换来抑制边带谱干扰;并借助全相位FFT获得了中心样点的相位估计,在基波谱线位置引入剪辑措施简化了相位估计流程,最终借助时移相位差校正法完成观测区间小于一个周期情况的正弦波频率估计。仿真实验表明,在波动周期数CiR处于0.4与1之间时,无噪时本文方法的频率测量误差百分比可控制在2%以内。

基于渐进可控频偏范围的多频实信号频率估计器

多频实信号的频率估计是应用面广的基础信号处理问题,其精度受限于难以降低各频率成分的谱间干扰。为根本解决该问题,提出可自动抑制谱间干扰的多频实信号频率估计器,具体以频偏范围可控的单频估计器为基础,通过迭代构造两种残差信号(即降序残差和排它残差)并将其馈入单频估计器,从而获得各成分频率估计结果。其特色在于,在迭代过程中,可渐进设置频偏范围参数,从而保证各频率成分可稳步地获得高精度估计结果。数值结果表明,该研究提出的多频估计器精度高于现有的多频估计器精度,具有宽广的应用前景。

基于频谱分辨率自适应的双插值DFT谐波分析方法

插值FFT作为一种常用的电力系统谐波分析方法,在抑制谱间干扰、宽带噪声等方面存在一定不足。文章提出了一种基于频谱分辨率自适应的双插值DFT谐波分析方法。该方法基于窗函数、插值方法对算法谱间干扰误差和宽带噪声误差的影响机理,通过频谱分辨率自适应以抑制基波对谐波计算的频谱干扰,并通过倍频逆推求整次谐波,避免插值计算谐波带来的误差。仿真结果表明,所提出的算法相比于双插值FFT和三插值FFT算法具有更高的计算精度。

基于全相位谱分析的多频内插迭代频率估计器

为精确估计多频信号的各成分频率值,提出了基于全相位谱分析的内插迭代估计器。用全相位谱分析替代了传统FFT谱分析,从而减小了各成分之间的谱干扰;探究了全相位离散时间傅里叶变换谱的峰值谱附近的频偏估计机理;利用该机理设计出相应的内插迭代措施,从而增强了估计器的精度。仿真和实际数据分析表明:给定同样数目的多频观测样本,无论是无噪情况还是含噪情况,该估计器比Tsui估计器具有更高的估计精度,故具有较高的应用价值。

基于全相位滤波的密集成分的频率估计

为提高密集谱成分的频率估计精度,提出基于全相位滤波的频谱校正法。构建了可以反映以谱峰为中心的三根谱线的相位线性偏离因子,用以辨识所关注的频点是否存在密集谱分布;将所关注的频点参数代入全相位窄带滤波器的解析公式,生成滤波器系数;用现有的谱校正法(如比值法)对全相位滤波输出的有效样本段进行频率估计,即可估测出密集频率成分。试验证明,该方法可以大大地去除谱间干扰误差,相比于现有的频谱校正法,提升了密集频率成分的估计精度,具有较广泛的应用前景。