[發明專利]周期信號的抗諧波干擾的相位檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 202210103070.4
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114624513A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 胡金春;朱煜;華國杰;文庭瑞;徐登峰;張鳴;王磊杰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G06F17/15;G06F17/16
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 董永輝;曹素云

1.一種周期信號的抗諧波干擾的相位檢測方法，其特征在于，包括：

在靜態條件下，對待測相位信號進行采樣，將得到的靜態條件采樣信號序列作為待測相位采樣信號序列的匹配模板；

根據待測相位對應的時刻，對待測相位進行整數周期的計數；

在實時測量條件下，根據待測相位對應的時刻，得到待測相位采樣信號序列；

建立所述匹配模板和所述待測相位采樣信號序列之間的仿射變換關系模型；

建立以匹配誤差為評估量的目標函數，使用目標函數最小化方法最小化匹配誤差，求解對應的仿射變換關系模型的變換參數，從而獲得待測相位的小數，其中，所述匹配誤差是表征匹配模板經過仿射變換關系模型變換后與待測相位采樣信號序列的重合程度；

將待測相位的整數和小數合并，得到待測相位的解算結果。

2.根據權利要求1所述的周期信號的抗諧波干擾的相位檢測方法，其特征在于，在靜態條件下，對待測相位信號[t_y,y(t_y)]進行采樣，得到長度為N的靜態條件采樣信號序列作為待測相位采樣信號序列的匹配模板[t_yi,y_i],0≤i≤N-1；

其中，t_y表示靜態條件下待測相位信號的時間；

y(t_y)表示靜態條件下待測相位信號的幅值；

t_yi表示靜態條件下待測相位信號的第i個采樣點的時刻；

y_i表示靜態條件下待測相位信號的第i個采樣點的幅值；

i表示靜態條件下待測相位信號的采樣點的序號；

在實時測量條件下，根據待測相位對應的時刻，記錄待測相位采樣信號[t_x,x(t_x)]，得到長度為M的待測相位采樣信號序列[t_xj,x_j],0≤j≤M-1，

其中，t_x表示實時測量條件下待測相位信號的時間；

x(t_x)表示實時測量條件下待測相位信號的幅值；

t_xj表示實時測量條件下待測相位信號的第j個采樣點的時刻；

x_j表示實時測量條件下待測相位信號的第j個采樣點的幅值；

j表示實時測量條件下待測相位信號的采樣點的序號；

所述的仿射變換關系模型如下：

其中，是與待測相位的小數成正比的偏移量φ_F是待測相位的小數，ω_R為已知的靜態條件下的待測相位信號的角頻率；

仿射變換系數k＝[k₁,k₂,k₃]，k₁表示時間方向上的比例縮放系數，k₂表示幅值方向上的比例縮放系數，k₃表示幅值方向上的平移，表示時間方向上的平移。

3.根據權利要求2所述的周期信號的抗諧波干擾的相位檢測方法，其特征在于，使用插值方法來輔助建立目標函數，引入輔助插值函數g(t)，構建匹配模板及其時域連續信號之間的聯系，使得：

t是插值函數的自變量；

y是匹配模板，

其中，所述輔助插值函數是多項式插值函數、樣條插值函數、線性插值函數中的一種。

4.根據權利要求3所述的周期信號的抗諧波干擾的相位檢測方法，其特征在于，所述輔助插值函數是線性插值函數，

T_S為信號采樣周期。

5.根據權利要求3或4所述的周期信號的抗諧波干擾的相位檢測方法，其特征在于，所述目標函數定義為

其中，

t_yj表示靜態條件下待測相位信號的的第j個采樣點的時刻，

對所述的目標函數使用非線性最小二乘法進行最小化參數估計，從而獲得變換參數