基于Rife-Vincent窗频谱校正的介损因数测量

为减轻非同步采样和数据截断产生频谱泄漏和栅栏效应对介质损耗因数tanδ测量的影响,可选用旁瓣峰值电平小、且渐近衰减速率大的窗函数对信号加权处理.本文分析了Rife-Vincent窗的旁瓣特性,提出了基于Rife-Vincent窗频谱校正的tanδ测量方法,运用多项式拟合求出了计算简单、实用的校正公式,推导了介质损耗角及tanδ的计算式,并设计了基于AD73360L+ADSP-BF531+PIC32MX460F512L架构的介质损耗因数测量系统.仿真和实测结果表明,Rife-Vincent窗函数可有效抑制频谱泄漏,基于Rife-Vincent窗的频谱校正方法克服了谐波畸变干扰、电网频率波动、采样时长变化及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现简单,测量结果精确、稳定.介质损耗因数测量系统的应用实践证明了本文方法的正确性.     

基于FFT加窗插值算法的应用研究

快速傅里叶变换(FFT)算法被广泛应用于电力系统谐波检测,但频谱泄漏、栅栏效应一直是影响测量准确性的重要因素,为此提出了一种FFT加窗插值算法.通过加窗函数、插值修正函数,对FFT算法进行优化,并利用谐波分析的试验实例进行了验证,计算结果表明:加窗加插值FFT算法,可以提高谐波检测精度,达到测量要求,满足电力系统谐波检测需求.     

基于DFT频域校正的介质损耗角测量算法

离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)求解容型设备介质损耗角存在较大误差,对引起误差原因的频谱泄漏进行了详细分析和阐述,指出电网频率波动是造成测量介质损耗角不准确的主要因素,其带来的非整周期采样造成信号能量发散,各频率处信号能量相关性不为0.通过加余弦窗函数平滑信号陡度,对DFT相位频谱校正给出了2种不同的方法:加窗插值算法和离散频谱相位差校正法,并通过校正频率偏移量,在频谱峰值最大值处获得信号相位.通过Matlab仿真分析表明,2种算法实现方便,精度高,具有一定的实用性.     

基于Hanning窗插值FFT的介损测量装置设计

 介质损耗是反映高电压电气设备绝缘受潮、劣化变质或气体放电等绝缘状况的重要指标,其准确测量对于电力系统安全、经济运行有着重要意义。针对高电压电气设备介质损耗在线监测的技术要求,本文提出了ADS8364＋TMS320F2812的介损测量装置构成方案,详细介绍了六路同步采样ADC的数据采集单元和以TMS320F2812为核心的数据处理单元电路设计。传统FFT方法进行介损测量容易产生频谱泄漏和栅栏效应,影响测量的精度,而加窗插值FFT修正算法可以明显提高测量结果的准确性,消除频谱泄漏和栅栏效应引起的误差。为此本装置采用基于Hanning窗插值FFT算法实现介损准确测量与分析。仿真结果表明,基于Hanning窗插值FFT算法的介损测量装置能有效克服谐波干扰、基波频率波动、采样点数变化及噪声干扰的影响,试验结果验证基于Hanning窗插值FFT算法的介损测量装置测试介损结果精确,且受频率波动的影响较小。     

基于DFT频域校正的介质损耗角测量算法

离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)求解容型设备介质损耗角存在较大误差,对引起误差原因的频谱泄漏进行了详细分析和阐述,指出电网频率波动是造成测量介质损耗角不准确的主要因素,其带来的非整周期采样造成信号能量发散,各频率处信号能量相关性不为0。通过加余弦窗函数平滑信号陡度,对DFT相位频谱校正给出了2种不同的方法：加窗插值算法和离散频谱相位差校正法,并通过校正频率偏移量,在频谱峰值最大值处获得信号相位。通过Matlab仿真分析表明,2种算法实现方便,精度高,具有一定的实用性。     

基于MSLDSMC窗的谐波与间谐波参数估计算法

快速傅里叶变换(FFT)方法在谐波检测过程中会出现频谱泄漏和栅栏效应，导致谐波与间谐波参数的检测精度不高.为了提高估计精度，利用最大旁瓣衰减窗(MSLD)进行乘积和卷积运算，构建出旁瓣性能优越的MSLD自乘-卷积窗(MSLDSMC),并在此基础上设计了一种三谱线插值的高精度谐波与间谐波参数估计算法.在不同复杂场景下进行仿真实验，实验结果验证了基于MSLDSMC窗三谱线插值的谐波与间谐波参数估计算法检测的准确性.     

采用加窗插值FFT与逐幅谐波消去法的电机谐波算法

对电机的实测信号进行谐波分析时,由于难以保证信号同步采样和存在测量噪声,采用快速傅立叶变换(FFT)方法进行谐波分析会出现栅栏效应和频谱泄漏现象,不能获得信号准确的谐波参数.作者采用加窗插值FFT,并提出逐幅谐波消去法,以便能精确地分析高次谐波.以基于Blackman-Harris窗的加窗插值FFT算法推导出关于频率偏差的9次方程.实例计算表明,采用加窗插值FFT和逐幅谐波消去法可有效地减少泄漏,降低噪声的干扰,从而可精确地获得各次谐波的幅值和相位.     

基于FFT加窗与插值算法的接地电阻测量新方法

目的 通过对FFT算法进行改进,抑制接地电阻测量中的背景噪声与杂波干扰,精确测量接地电阻,方法基于加窗插值算法的改进型FFT算法.结果 改进型FFT算法抑制了频谱泄露,提高了测量精度.结论 仿真实验表明该方法明显提高了接地电阻测量的精度.     

基于高阶矩形卷积窗的多频信号参数估计

非同步采样多频信号后,为了减少对信号进行快速傅里叶变换(FFT)而出现的频谱泄漏和栅栏效应等负面影响,设计了一种高阶矩形卷积窗与三谱线插值相结合的信号参数估计方法,推导了多频信号频率、幅值和相位的估计公式,并利用多项式拟合出相应的关系表达式.利用高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法、FFT和加Hanning窗算法进行多频信号参数估计对比仿真实验,实验结果表明,对于多频信号的频率和幅值,高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法比FFT和加Hanning窗算法的估计精度更高.     

FMCW雷达物位系统的算法设计

文中针对雷达物位计中差拍信号中心频率计算不准确的问题进行研究.首先使用窗函数法对差拍信号进行截取和滤波,减小频率泄漏和噪声的影响.其次,通过快速傅里叶变换从频谱中粗略的得到目标的相对位置.最后,利用谱估计的改进法对频谱进行细化处理,在不增加过多计算量的基础上实现了测距精度的提高.仿真结果表明测量精度比传统的直接FFT法提高了500倍左右,满足了物位计的技术标准,保证了系统的距离测量精度.     

基于Kaiser窗的相位差校正及tanδ测量应用

基本窗函数和广义余弦窗函数对信号加权可减轻非同步采样和非整周期截断对介质损耗因数tanδ测量的影响,但其效果受到窗函数固定旁瓣性能的制约.本文通过分析Kaiser窗函数的主瓣与旁瓣衰减比重可自由选择的特性,提出了基于Kaiser窗的相位差校正的tanδ测量方法,推导了tanδ的计算式,并介绍了基于该算法的测量系统的硬件实现方案.仿真和试验结果表明,Kaiser窗函数抑制频谱泄漏效果好,基于Kaiser窗的相位差校正方法克服了谐波干扰、基波频率波动及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现灵活,测量结果精确、稳定,可用于tanδ的离线测量与在线监测.     

基于经典余弦窗三谱线插值FFT的谐波参数估计

针对快速傅里叶变换（FFT）处理信号时出现的频谱泄漏和栅栏效应问题,利用真实频点附近幅值最大的谱线及其两侧的谱线,给出了基于经典余弦窗三谱线插值FFT的谐波分析方法,并结合最小二乘及多项式拟合方法,推导出谐波参数的修正公式.仿真实验结果表明,相较于传统FFT方法,基于经典余弦窗三谱线插值FFT法能够更好地抑制频谱泄漏和栅栏效应的影响,谐波参数检测精度也进一步提升.     

基于离散傅里叶变换计算介质损耗因数的二周期修正法

提出一种基于离散傅里叶变换的二周期修正法, 利用该方法可计算电力系统的介质损耗因数. 通过将电网信号两个周期的采样修正为一个周期, 可减小由频率偏移导致的频谱泄露和截断误差. 误差分析表明, 该算法与传统方法(加窗法)的精度具有相同的数量级, 但其运算时间比传统方法运算时间减小3倍以上.     

一种加8项余弦窗FFT的谐波检测方法

加窗插值FFT谐波检测算法能够很好地克服传统检测方法存在的缺点,提高电网谐波的检测精度.8项余弦窗函数的谐波检测算法能够有效地抑制频谱泄露.采用四谱线插值修正的原理,推导了基于8项窗函数的四谱线插值修正公式,并利用MATLAB软件对该算法进行仿真.通过与加其他窗函数的插值算法的对比,仿真结果表明,8项余弦窗插值算法容易实现,计算量小且能够很好地提高信号参数的检测精度,适合电网谐波检测.     

FPGA实现流水线结构的FFT处理器

针对高速实时信号处理的要求,介绍了用现场可编程逻辑阵列(FPGA)实现的一种流水线结构的FFT处理器方案.该FFT处理器能够对信号进行实时频谱分析,最高工作频率达到75 MHz.通过对采样数据进行加窗处理来减少了频谱泄漏产生的误差.为了提高FFT工作频率和节省FPGA资源,采用了由1 024点复数FFT计算2048点实数FFT的算法.此外还介绍了一种计算复数模值的近似算法.     

基于多项加窗插值FFT的谐波相量算法分析

大量电力电子设备应用于电力系统中时,会产生大量的谐波,谐波对电力系统的稳定有很大的危害.在对电网中的谐波进行分析时,采样与基波信号的频率同步和整周期截断是很难得到实现的,因此在采用快速傅里叶变换算法(FFT)时必然会造成频谱泄露和栅栏效应.研究表明,对FFT算法进行加窗可以减小频谱泄露和栅栏效应.根据分布式电能质量在线监测系统的需要,对比分析了加六项余弦窗、加八项余弦窗与加十项余弦窗的双谱线插值FFT算法,并推导算法和Matlab仿真,验证了加十项余弦窗的插值FFT算法具有更高的计算精度.     

FT谱上频率的位置对加窗泄漏影响的研究

通过固定观察点而让主频率移动的方法，研究了单一频率成分的波形在加矩形窗函数时FFT(Fast Fourier Transformation)谱泄漏的机理和主频率在FFT谱上的不同位置对泄漏产生影响的一般规律，导出了计算幅值、频率和相位精确值的公式。算例结果表明，该计算公式正确。     

基于Tektronix数字存储示波器的数字信号处理方法研究

提出了一种用带FFT功能的数字存储示波器研究信号处理的方法.利用数字示波器的显示功能,通过时基放大、改变量化电平数值、快速傅立叶变换、加窗等方法对数字信号的采样、混叠、量化、频谱泄漏等抽象概念进行了分析.直观地从时域与频域展示了各种频谱效应,直接测量获得了信号相关参数,避免了实验过程中大量的数据处理,特别是FFT功能,省略了繁琐的数学计算,是一种直观可行的实验研究新方法.     

高精度介质损耗角实时在线测量方法

为提高电气设备介质损耗角的测量精度,利用最优相关滤波法提取基波信号,通过短时傅里叶变换（STFT）插值谐波方法,抑制长频谱泄露的影响。仿真结果表明,最优相关滤波法可以克服加性噪声和调制性噪声的影响,在低信噪比情况下,能够有效消除噪声并检测出有用信号,提高STFT加窗谐波分析法的计算精度。系统频率在49.5～50.5 Hz时,该算法仍能保持较高的计算精度,且受频率变化影响较小。该方法能有效提高信号的分辨能力和准确度。     

FFT谱上频率的位置对加窗泄漏影响的研究

通过固定观察点而让主频率移动的方法，研究了单一频率成分的波形在加矩形窗函数时FFT（Fast Fourier Transformation)谱泄漏的机理和主频率在FFT谱上的不同位置对泄漏产生影响的一般规律，导出了计算幅值、频率和相位精确值的公式，算例结果表明，该计算公式正确。