【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种信号测量方法，特别是对包含谐波成分的信号的测量方法。
技术介绍
随着电力电子装置、半导体器件等非线性负荷的广泛使用，电力系统中的谐波污 染越来越严重。为了保证电能质量以及电力系统的安全运行，应对谐波进行准确检测和分 析，从而为治理谐波提供更科学的依据。另外，目前国内外出现了多种谐波测量仪器，为了 确保这些仪器量值的统一，也有必要研究高准确度的谐波测量方法。用于谐波测量的数字信号处理方法有相关分析法、基于离散傅立叶变换(DFT)的 快速傅立叶变换(FFT)法、小波变换法、神经网络法及遗传算法等。目前，FFT应用较广。在 利用FFT测量含有谐波的信号时，若数据采集系统的采样频率满足采样定理，而且采样样 本覆盖的时间是被测信号周期的整数倍，即相当于数据采集系统做到了整周期采样，此时 利用FFT可以获得准确度很高的谐波参数。但是在实际中，由于被测信号的周期未知，加上 数据采集系统硬件的限制，整周期采样通常很难实现。在非整周期采样条件下，由于长范围 泄漏、短范围泄漏、负频点泄漏的影响，利用FFT测量谐波参数时将出现较大的误差。为了 提高测量准确度，现有的方法是在忽略负频点泄漏的基础上，通过对采样样本施加窗函数 来减小长范围泄漏，采用插值方法来减小短范围泄漏。由于这些方法忽略了负频点泄漏，而 采用窗函数也无法将长范围泄漏降至最低，因而其准确度有限。现有的测量方法得到结果 的准确度约在10_5 10_4之间。
技术实现思路
为了获得高准确的谐波测量结果，本专利技术提供了一种谐波测量方法，同时减小长 范围泄漏、短范围泄漏和负频点泄漏，从而提高了谐波测量结...
【技术保护点】
一种高准确度非整周期采样谐波分析测量方法，包括：Ａ、对包含谐波的被测量信号进行采样的步骤，和Ｂ、对得到的采用样本进行ＤＦＴ或ＦＦＴ处理的步骤，其特征在于还包括如下步骤：Ｃ、从经过步骤Ｂ处理得到的离散频谱中选取谱线，选取的规则是：选取谱线的数量为Ｋ＋１，Ｋ为大于１的自然数，Ｋ的值为基波数量和要测量的谐波数量之和；选取的谱线为第ｐ↓［１］根谱线，第ｐ↓［２］根谱线，．．．．．．，第ｐ↓［（Ｋ＋１）］根谱线，其中ｐ↓［１］，ｐ↓［２］，…，ｐ↓［Ｋ＋１］为谱线在离散频谱中的序号；第ｐ↓［１］根谱线的实部为Ｒ↓［ｐ↓［１］］，虚部为Ｉ↓［ｐ↓［１］］，第ｐ↓［２］根谱线的实部为Ｒ↓［ｐ↓［２］］，虚部为Ｉ↓［ｐ↓［２］］，第ｐ↓［３］根谱线的实部为Ｒ↓［ｐ↓［３］］，虚部为Ｉ↓［ｐ↓［３］］．．．．．．，第ｐ↓［（Ｋ＋１）］根谱线的实部为Ｒ↓［ｐ（Ｋ＋１）］，虚部为Ｉ↓［ｐ（Ｋ＋１）］；第ｐ↓［１］根谱线选取离散频谱中谱峰最大的谱线；第ｐ↓［２］根谱线选择第ｐ↓［１］根谱线两侧紧邻的两根谱线中幅值较大谱线；从第ｐ↓［３］根谱线开始直到第ｐ↓［（Ｋ＋１）］根谱线，每根谱线的选取方法是选取对应各谐...
【技术特征摘要】
一种高准确度非整周期采样谐波分析测量方法，包括A、对包含谐波的被测量信号进行采样的步骤，和B、对得到的采用样本进行DFT或FFT处理的步骤，其特征在于还包括如下步骤C、从经过步骤B处理得到的离散频谱中选取谱线，选取的规则是选取谱线的数量为K+1，K为大于1的自然数，K的值为基波数量和要测量的谐波数量之和；选取的谱线为第p1根谱线，第p2根谱线，......，第p(K+1)根谱线，其中p1，p2，…，pK+1为谱线在离散频谱中的序号；第p1根谱线的实部为虚部为第p2根谱线的实部为虚部为第p3根谱线的实部为虚部为......，第p(K+1)根谱线的实部为虚部为第p1根谱线选取离散频谱中谱峰最大的谱线；第p2根谱线选择第p1根谱线两侧紧邻的两根谱线中幅值较大谱线；从第p3根谱线开始直到第p(K+1)根谱线，每根谱线的选取方法是选取对应各谐波的谱峰；或用谐波次数乘以p1得到数值s，离散频谱中的第s根谱线作为选取的相应谱线；D、建立以下矩阵 <mrow><msup> <mi>F</mi> <mo>′</mo></msup><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'> <mtable><mtr> <mtd><mfrac> <mrow><mi>sin</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mn>1</mn> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mn>1</mn> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>πτ</mi></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac> </mtd> <mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo> </mtd> <mtd><mfrac> <mrow><mi>sin</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mn>1</mn> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mn>1</mn> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>πKτ</mi></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac> </mtd> <mtd><msub> <mi>I</mi> <msub><mi>p</mi><mn>1</mn> </msub></msub> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mo>·</mo> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd><mo>·</mo> </mtd> <mtd><mo>·</mo> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mo>·</mo> </mtd> <mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo> </mtd> <mtd><mo>·</mo> </mtd> <mtd><mo>·</mo> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mo>·</mo> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd><mo>·</mo> </mtd> <mtd><mo>·</mo> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mfrac> <mrow><mi>sin</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mi>K</mi> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mi>K</mi> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>πτ</mi></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac> </mtd> <mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo> </mtd> <mtd><mfrac> <mrow><mi>sin</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mi>k</mi> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mi>K</mi> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>πKτ</mi></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac> </mtd> <mtd><msub> <mi>I</mi> <msub><mi>p</mi><mi>K</mi> </msub></msub> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mfrac> <mrow><mi>sin</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mrow> <mi>K</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mrow> <mi>K</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>πτ</mi></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac> </mtd> <mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo> </mtd> <mtd><mfrac> <mrow><mi>sin</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mrow> <mi>K</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>p</mi><mrow> <mi>K</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>πKτ</mi></mrow><mi>N</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac> </mtd> <mtd><msub> <mi>I</mi> <msub><mi>p</mi><mrow> <mi>K</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub></msub> </mtd></mtr> </mtable></mfenced> </mrow>从该矩阵求得τ；E、计算b1，…，bK <mrow><mfenced open='[' close=']'> <mtable><mtr> <mtd><msub> <mi>b</mi> <mn>1</mn></msub> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mo>·</mo> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mo>·</mo> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mo>·</mo> </mtd></mtr><mtr> <mtd><msub> <mi>b</mi> <mi>K</mi></msub> </mtd></mtr> </mtable></mfenced><mo>=</mo><msup> <mfenced open='[' close=']'><mtable> <mtr><mtd> <mfrac><mrow> <mi>sin</mi> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><mn>2</mn><mi>π</mi><msub> <mi>p</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow> <mi>N</mi></mfrac><mo>)</mo> </mrow></mrow><mrow> <mi>cos</mi> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><mn>2</mn><mi>π</mi><msub> <mi>p</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow> <mi>N</mi></mfrac><mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mi>cos</mi> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><mn>2</mn><mi>πτ</mi> </mrow> <mi>N</mi></mfrac><mo>)</mo> </mrow></mrow> </mfrac></mtd><mtd> <mo>·</mo> <mo>·</mo> <mo>·</mo></mtd><mtd> <mfrac><mrow> <mi>sin</mi> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><mn>2</mn><mi>π</mi><msub> <mi>p</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow> <mi>N</mi></mfrac><mo>)</mo> </mrow></mrow><mrow> <mi>cos</mi> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><mn>2</mn><mi>π</mi><msub> <mi>p</mi> <m...
【专利技术属性】
技术研发人员：金海彬，吴静，郝婷婷，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第五研究院第五一四研究所，
类型：发明
国别省市：11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。