[發明專利]基于Prony狀態空間算法的阻抗譜測量方法及測試儀

有效

• 申請號: 201810067184.1
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108398600B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 蘇亮;李華軍;楊照;胡少龍;武國相;辛俊峰;賈東寧;桂琳
• 申請（專利權）人: 青島海洋科學與技術國家實驗室發展中心;中國海洋大學
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 劉曉

1.基于Prony狀態空間算法的阻抗譜測量方法，其特征在于，包括如下步驟，

S1.控制信號發生器產生一個信號V_in，并將信號加載到被測對象及采樣電阻上；

S2.采集采樣電阻兩端的輸出電壓信號V_out，轉化為數字信號后輸入到中央控制計算機；

S3.將截取的數字信號構建兩個Hankel矩陣H′(i)，

其中,v_{out_i}對應i時刻采樣電阻兩端輸出的電壓信號，i的取值為0和1，k對應k時刻；H′(0)是用0到k時刻的電壓信號值構建的矩陣，H′(1)是用1到k+1時刻的電壓信號值構建的矩陣；ξ和η分別代表矩陣的行數和列數，k>ξ>1，k>η>1；

S4.對H′(0)進行SVD分解

H'(0)＝UΣV

得到三個矩陣U、∑、V；

S5.對∑^1/2求逆得到其逆矩陣∑^-1/2，再把上述過程中求得的矩陣相乘得到空間狀態矩陣

A＝Σ^-1/2U^TH(1)VΣ^-1/2；

S6.計算空間狀態矩陣A的a個特征值z′，將特征值從大到小排列，選出特征值大小變化最大的位置，記錄較大的特征值的位置為n；

S7.用同一組數據重新構建兩個Hankel矩陣H(0)、H(1)，矩陣為n行，k-n+1列，重復步驟S4、S5和S6得到n個特征值z；

S8.利用z求解出Prony級數的參數λ

λ＝ln(z)/Δt，Δt為每個采用點的時間間隔；

S9.利用v_{out_0}到v_{out_k}的值及求得的特征值z，求解得到Prony級數的參數γ，

其中z_n表示第n個特征值；

S10.將測量的電壓信號在頻域寫為一組部分分式疊加的形式

其中ω為角頻率,j為虛數單位；V_out(ω)表示電壓信號在頻域的輸出，V_in是頻域的輸入信號，則頻率ω處的阻抗可以被求解

其中R為采樣電阻阻值；

S11.根據不同的角頻率ω，繪制阻抗譜。

2.根據權利要求1所述的基于Prony狀態空間算法的阻抗譜測量方法，其特征在于：所述步驟S3中，構建H′(0)和H′(1)時，如果k為奇數，如果k為偶數，

3.根據權利要求1所述的基于Prony狀態空間算法的阻抗譜測量方法，其特征在于：所述步驟S1中，控制信號發生器產生的信號為正弦衰減信號。