[發明專利]指定頻率的信號分析方法

有效

• 申請號: 201210506407.2
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102967760A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 儲昭碧;李鑫;陳梅;馮小英
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G01H17/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;鄧玉婷

技術領域

本發明屬于信號分析技術領域，具體涉及一種用于把信號分解為直流分量與指定頻率的多個交流分量，并獲得每個交流分量的正交分量和幅值的信號分析方法。

背景技術

在工程中，經常需要把電壓、電流、聲音、振動等信號分解為直流分量與指定頻率的多個交流分量，計算直流分量的數值以及各個交流分量的幅值，例如電力系統的諧波與間諧波分析以及機械振動的振動分量分析等。

為此，現有技術中已經提出了幾種信號分析方法，雖獲得較好效果，但還存在一些不足，例如：

基于遞推傅里葉變換的信號分析方法，需要保存一個完整周期內的全部采樣數據，并且需要計算正弦函數和余弦函數；

基于微分方程形式的針對連續時間信號的信號分析方法，不能直接應用于計算機系統中；

采用一階無限沖激響應（IIR）算法的方法，軟件編程實現復雜，每次迭代的運行時間可能不相等，因而難以確定定時采樣周期的數值。

發明內容

本發明要的目的是提供一種能夠直接應用于計算機系統中、軟件編程實現簡單、并具有較高的精度和較快的收斂速度的信號分析方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種指定頻率的信號分析方法，以T秒為采樣周期對被測信號進行定時采樣得到采樣數據；設定交流分量個數N的值，設定各個交流分量的頻率數值為依次遞增且均不大于2π/T的正數ω₁、ω₂、…、ω_N，通過迭代直接獲得直流分量x₀，交流分量x₁、x₂、…、x_N和正交分量z₁、z₂、…、z_N，并計算估計幅值a₁、a₂、…、a_N。

作為優選，針對所述被測信號的每個采樣數據u[s]，按下述第一處理方案和第二處理方案中的一種執行，連續的兩個采樣數據分別執行不同的處理方案；其中正數μ₀、μ₁、μ₂、…、μ_N均不大于2π/T；

第一處理方案依次包括以下步驟：

S101：利用式(1)獲得直流分量增量h₀[2]，令下標n分別取值為1,2,…,N，循環執行式(2)，獲得交流分量增量h_n[2]和正交分量增量g_n[2]；

e[2]=u[s]-Σm=0N(xm+T·hm[1])h0[2]=μ0·e[2]---(1)]]>