[發明專利]基于低頻方波信號頻率預測的信號頻率實時測量方法

有效

• 申請號: 201410279693.2
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104007312B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 郝允志;林毓培;周黔
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 龔燮英

1.基于低頻方波信號頻率預測的信號頻率實時測量方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)獲取被測方波信號；

2)測量并記錄被測方波信號每個方波的起始時刻和時間寬度；

3)根據被測方波信號已測方波的起始時刻和時間寬度，采用線性擬合預測法或二次擬合預測法，獲得被測方波信號的頻率線性擬合公式或頻率二次擬合公式；

4)根據頻率線性擬合公式或頻率二次擬合公式，實時計算并輸出下一個方波信號到來之前的信號預測頻率；

5)判斷是否獲取到新信號，若獲取到新信號，返回步驟2)，否則返回步驟4)。

2.如權利要求1所述的基于低頻方波信號頻率預測的信號頻率實時測量方法，其特征在于，步驟3)中所述線性擬合預測法的具體方法如下：

在第n個方波的起始時刻t_n，獲取已測最近2個方波的起始時刻t_n-1、t_n-2和方波時間寬度t_n-t_n-1和t_n-1-t_n-2，設用于預測頻率的線性擬合公式為

f(t)＝at+b????????(1)

式中，a和b為系數；

在t_n-1時刻，可計算出[t_n-2，t_n-1]時間段的平均頻率為并視為時刻的頻率，即f(tn-1+tn-22)=1tn-1-tn-2;]]>

在t_n時刻，可計算出[t_n-1，t_n]時間段的平均頻率為并視為時刻的頻率，即

f(tn+tn-12)=1tn-tn-1;]]>

將f(tn-1+tn-22)=1tn-1-tn-2]]>和f(tn+tn-12)=1tn-tn-1]]>代入公式(1)，得到方程組：

atn-1+tn-22+b=1tn-1-tn-2atn+tn-12+b=1tn-tn-1---(2)]]>

求解該方程組，得到a和b系數，將a和b代入公式(1)，得到預測頻率的線性擬合公式，用于計算下一個方波上升沿到來之前，即在t_n+1時刻之前的[t_n，t_n+1]時間段的頻率。

3.如權利要求1所述的基于低頻方波信號頻率預測的信號頻率實時測量方法，其特征在于，步驟3)中所述二次擬合預測法的具體方法如下：

在第n個方波的起始時刻t_n，獲取已測最近3個方波的起始時刻t_n-1、t_n-2、t_n-3和方波時間寬度t_n-t_n-1、t_n-1-t_n-2和t_n-2-t_n-3，設用于預測頻率的二次擬合公式為

f(t)＝at²+bt+c?????????(3)

式中，a、b和c為系數；

取最近3個方波進行分析，f(t)在每個方波寬度內滿足以下關系式：

∫titi+1f(t)dt=1---(4)]]>

式中，t_i為方波開始時刻，即方波的上升沿，t_i+1為方波的結束時刻，將式(3)代入(4)式得

∫titi+1(at2+bt+c)dt=1---(5)]]>

公式(5)積分展開可得

ti+13-ti33a+ti+12-ti22b+(ti+1-ti)c=1---(6)]]>

將最近3個方波的開始和結束時間分別代入公式(6)，得到三元一次方程組：

tn-23-tn-333a+tn-22-tn-322b+(tn-2-tn-3)c=1tn-13-tn-233a+tn-12-tn-222b+(tn-1-tn-2)c=1tn3-tn-133a+tn2-tn-122b+(tn-tn-1)c=1---(7)]]>

求解該方程組，得到系數a、b和c，代入公式(3)，得到預測頻率的二次擬合公式，用于計算下一個方波上升沿到來之前，即在t_n+1時刻之前的[t_n，t_n+1]時間段的頻率。