适用于非整数次幂的高精度混合基FFT谐波测量算法

快速傅里叶变换(FFT)是目前谐波分析中常用的分析算法,加窗插值FFT算法能够改善频谱泄漏和栅栏效应,但是FFT对采样数据序列有一定的长度要求.以基2为例,针对非2整数次幂数据序列无法采用快速傅里叶变换的问题,在分析研究常规混合基FFT算法频谱分布的基础上,提出一种适用于非整数次幂的高精度混合基FFT谐波测量算法.该算法采用四根谱线对混合基结果进行插值校正计算,该文详细分析推导了该算法的原理和修正过程.仿真及试验结果表明,在非2整数次幂条件下,与常规混合基FFT算法、补零FFT算法相比,该算法具有更高的谐波分析准确度,并且参数设置更加灵活.     

全相位-混合基FFT在相量测量装置中的实现

传统的傅里叶变换在测量非整周期的数据时会出现频谱泄露的现象,而快速傅里叶变换(FFT)只能对长度为2的整次幂(基-2)的数据进行处理,无法对非基-2的其他数据计算。为了解决以上问题,提出了一种全相位-混合基FFT算法。并详细介绍了全相位FFT、混合基FFT的原理以及全相位-混合基FFT在DSP中的实现过程。通过测试表明全相位-混合基FFT在电压、频率的测量精度较传统FFT有一定优势。将该算法应用到以DSP为核心的相量测量装置当中,对电网的状态进行实时监测,实测结果证明该算法准确可靠,在电力系统运行当中有一定实用价值。     

改进的FFT算法及应用研究

为了适应现代电能质量检测的需要,在传统FFT算法的基础上,利用快速排序和简化旋转矩阵等方法,对其实现方法进行了改进。提出了改进的基8 FFT算法和改进的基12 FFT算法,简化了运算,提高了运算的实时性,实现了对长度为2的非整数次幂的数据处理。所提算法应用于新型电能质量检测仪中,取得了良好的效果。     

一种改进的插值FFT谐波分析算法

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)是进行谐波分析的有效方法,能够在很大程度上减小计算量。进行FFT计算存在栅栏效应导致观测误差,采用插值算法能够对误差进行修正。进行FFT计算的数据长度必须满足一定条件,不利于采样参数的灵活设置。该文以基2的FFT算法为例,针对采样数据长度非基2的场合,采用补零的方法使进行FFT计算的数据长度满足基2条件,分析给出了补零后的插值算法修正公式。分析结果表明,当采样数据非基2的条件下,采用该文方法进行FFT插值计算与离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)插值计算是等效的,且使采样参数设置更加灵活,不需满足基2的条件。以飞机400 Hz交流供电系统为例,通过仿真和实验证实了该方法的可行性和有效性。     

基于优化分裂基FFT算法的APF谐波检测策略

有源电力滤波器(APF)是一种具备动态谐波抑制和无功补偿功能的新型电力电子装置,对电流谐波实时准确快速检测是决定APF性能的一个重要环节。快速傅立叶变换(FFT)是目前应用广泛的谐波检测方法。然而,传统FFT算法计算复杂、存在时间延迟、实时性差、容受电网电压波形畸变或频率波动的影响,影响谐波检测的准确性和效率,降低APF的补偿效果和综合性能。由此,本文提出一种基于分裂基FFT算法的APF谐波检测与补偿策略,通过蝶形运算对偶序号输入使用基-2算法,对奇序号输入使用基-4算法,比传统基-2算法减少10%以上运算量,比传统基-4算法减少2%以上运算量,可有效降低FFT算法复杂程度,增强谐波检测实时性;采用汉宁窗对分裂基FFT算法进行优化,提升谐波检测精度与抗干扰能力,保证APF谐波检测与补偿效果和整体性能。通过三相四线制APF样机实验验证了所提谐波检测与补偿策略的正确性和有效性,在负载突变的情况下,重新到达新稳态的调节时间可缩短约25%。     

单板机上快速富里叶变换的软件实现及其算法比较

本文介绍了一种较快速的基二快速富里叶变换(FFT)算法,并给出了两种基二FFT算法的计算量.选用较快速度的算法,在单板机上利用软件来实现FFT,在内装微处理机的智能仪器中是很有发展前途的.     

快速富里叶变换的算法研究及其软件实现方法

本文介绍任意因子、基因子和双因子快速富里叶变换(FFT)算法,并给出了基因子和双因子FFT算法的计算量。在单板机上利用软件办法实现FFT的实例表明,在微型机和单板机上采用较快的FFT算法进行快速数据处理是很有前途的。     

DIT—FFT快速傅立叶变换的改进

本文讨论的FFT算法是基于多数参考文献中所论述的时间抽样快速傅立叶变换（DIT-FFT）。我们知道,在FFT变换中的关键步骤为：码位倒置、蝶形运算,并且从实现的角度考虑方法也是多种多样的,但从DSP芯片性能及商业价值考虑,不能只注重算法得出的最终结果,而是要考虑该算法优越性,不同的实现方法其所需的乘法与加法次数也会明显不同。本文主要讨论基2（radix-2）的DIT—FFT的改进。     

改进的分裂基-2/8 FFT算法

文中介绍改进的频率抽取(DIF)分裂基-2/8 FFT算法.与传统算法相比,没有增加结构和计算量的复杂性,显著地减少旋转因子个数和查表频率.通过计算点数为512、1024和2048的DFT,分析结果表明改进算法有效可行.     

基于多相分解滤波器实现的局部频率细化

本文介绍了一种基于多相分解滤波器实现的zoom FFT算法 ,该算法是在复调制zoom FFT算法基础上 ,采用多相分解滤波器方法来实现低通滤波器 ,并利用多抽取频率系统的网络结构等效变换来减少运算量。分析表明 :这种基于多相分解滤波器实现的zoom FFT算法在保留了选带细化的灵活性基础上 ,其运算量仅约为常规复调制zoom FFT算法的 1 N2 (N2 为细化倍数 )。论文首先推导基于多相分解滤波器实现zoom FFT的算法 ,然后讨论该算法的实现方法 ,并与一些常用的zoom FFT算法进行比较 ,最后给出仿真结果。     

基于分裂基快速傅立叶变换的电力系统谐波分析

基于快速傅立叶变换(FFT)的电力系统谐波分析难以实现同步采样和整数周期截断,易造成频谱泄漏,影响谐波分析精度.为提高FFT的精度,比较几个典型的窗函数,提出基于加凯瑟窗的插值分裂基快速傅立叶变换算法.仿真分析结果表明该算法能提高FFT计算精度,满足谐波参数测量的精度要求.     

基于SRFFT算法的电力系统谐波分析的研究

针对目前FFT算法的不足,提出了一种全新的复序列加窗插值分裂基快速傅里叶变换(SRFFT)算法,该算法能够极大地提高FFT计算的精度。对此算法进行了模拟分析,给出仿真实例,实例证明该算法能准确测量各次谐波参数,对于电力系统谐波分析和抑制具有很大的实用价值。     

基于改进FFT的介损角计算方法

为了提高在非同步采样情况下电气设备介损角δ测量的准确性,在δ计算中引入了改进FFT算法。该算法通过对信号傅立叶变换后所得序列中3个点的加权运算减轻了频谱泄漏,提高了信号频率偏离理想频率时计算所得δ的精确度,且算法简单、计算量少,与FFT非常接近。在信号取样的采样时间为0.1s,频率为1kHz,量化位数为12,电压信号中3次谐波分量为基波分量的5%,直流分量为基波分量的1%时仿真分析了信号频率、3次谐波、采样频率变化时FFT算法和改进FFT算法计算所得δ:使用改进FFT算法后频率偏离理想频率0.5Hz时误差从约6×10-3减到约7×10-5rad;3次谐波与基波比值在0～1波动时,FFT算法误差在3×10-3～1.3×10-2rad变化,改进FFT算法误差<1.2×10-4rad;采样频率在0.4～2.4kHz变化时,FFT算法误差接近3.5×10-3rad,改进FFT算法误差<4×10-5rad。计算时间FFT算法需240.1μs,改进FFT算法需要241.5μs,二者很接近。故算法具有高精度、快速、稳定的性能。     

基于神经网络的高精度电力系统谐波分析

为了精确分析整数次谐波和非整数次谐波,讨论了基于参数固定的三角基函数的人工神经网络算法,利用该算法可一次性获得电力系统基波及各整数次谐波的频率、幅值和相位;同时提出了改进的三角基函数的人工神经网络算法,即变参数三角基函数的人工神经网络算法,把改进的模型和FFT结合起来,能实现精确的整数次和非整数次谐波的分析.仿真结果表明了两种算法的正确性和易实现性;同时也验证了改进的算法进一步提高了谐波分析的精度,为分析间谐波提供了依据.     

基于双边型直线电机的故障信息融合诊断方法的研究

针对双边型直线电机的气隙偏心故障、绕组匝间短路故障,提出了一种基于双边型直线电机的故障信息融合诊断方法,该法通过数据层融合、特征层融合、决策层融合以及两级诊断的方式来实现,其中数据层采用了Park矢量融合方法以及改进的基8FFT算法,特征层采用了模糊人工神经网络法。将改进的基8FFT算法、模糊人工神经网络法结合在一起,提高了双边型直线电机各种故障的诊断能力。     

OFDM中FFT处理器的设计及FPGA实现

介绍了OFDM技术及其应用在电力线通信中的优势,并指出了FFT的高速实现在OFDM中的关键性.针对OFDM中FFT的运算要求,研究了一种易于FPGA实现的FFT处理单元的方案.该方案采用基2DIT-FFT算法以及单元结构的设计思路,给出了改进的基于顺序处理的FFT结构.用VHDL语言对各个模块进行编程,并在Quartus II软件环境下综合仿真,时序分析结果与MATLAB计算结果相比验证了设计的正确性,可以满足某些OFDM系统的需求.     

基于FPGA的嵌入式电网参数监测系统设计

FFT理论广泛应用于谐波测量。本文采用基4FFT算法，充分利用FPGA内部资源，大大提高了FFT算法的速度。构建嵌入式操作系统uclinux并在此基础上生成嵌入式电网参数监测系统。该系统可以实时测量电网频率、三相电压、电流有效值和各次谐波分量。同时还可以计算设备的有功功率、无功功率、功率因数等等。系统可以通过USB接口，实现U盘记录数据功能，也可以通过RS232接口同上位机进行通讯，实现电网的集中管理。     

基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法

在异步采样情况下,利用Hilbert变换测量无功功率会产生较大的误差.提出了一种基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法.该方法用离散傅立叶变换(DFT)和离散傅里叶逆变换(IDFT)实现Hilbert变换,将各次谐波电压分别准确移相90°.并利用加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法分别对周期信号电压和周期信号电流的基波及谐波的幅值、相位、频率进行计算,形成经过加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法修正后的频谱,以克服信号频谱泄漏的影响,消除用异步采样值测量电功率时产生的误差.仿真计算结果表明,基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法具有很高的精度.     

线性调频Z变换在电力谐波分析中的应用

讨论了线性调频Z变换及基于FFT的布鲁斯坦(Bluestein)算法。该算法适用任意长度采样序列,而并非一定要求基2的长度。拟分析的频段及频域抽样率也可根据需要设置,它特别适合用来实现高分辨局部频谱快速分析。在此基础上提出了一种实序列重组Z变换算法,该算法可以通过一次变换快速求解电力系统三相电流谐波谱。     

基于DSP和ARM的新型电能质量监测装置

介绍了基于DSP和ARM双CPU架构的新型电能质量监测装置,阐述了主要功能模块的硬件设计和原理,实现了C语言基2时分FFT关键算法,并利用计算机仿真给出实例.结果表明,该装置设计合理,能实现50次谐波分析,具有很好的实用价值.