DFT 算法频率和相位差测量不确定度评估

由于存在测量误差,测量结果就带有不确定性,测量不确定度是评估测量结果质量高低的重要指标。 将采样长度与信 号周期比值分为整数和小数部分,推导出离散傅里叶变换(DFT)算法频率和相位差的测量误差;运用 B 类不确定度评估方法, 分别分析由频谱泄漏、加窗和栅栏效应造成的频率测量不确定度,得到频率测量合成不确定度表达式;通过相位差测量误差与 频率测量误差的关系,推导出相位差不确定度表达式;最后通过计算分析,验证了频率和相位差测量误差、测量不确定度与采样 长度的关系,分析结果表明了评估过程的可行性和有效性。     

一种新的自动准同期并列算法的研究

自动准同期并列的关键是实现对并列双方电压参数的快速、准确测量。由于并列双方电压的频率不相等，难以同时对它们进行整周期采样，传统电压参数微机测量算法误差较大。该文提出一种基于加窗离散傅立叶变换(DFT)的利用相位进行频率校正的准同期并列新算法，该算法对电压信号的2个采样序列进行DFT，并根据2次DFT结果及差值确定电压参数。它不需要对电压信号进行整周期采样，在采样频率固定不变的情况下，可以对频率在较大范围内变化的信号进行频率、幅值和相位的较精确测量。应用该算法同时测量并列双方电压参数，计算量较小，实现简单，仿真研究和科研实践证明了其可行性和有效性。     

基于离散傅立叶变换校正的电参量微机测量新算法及应用研究

离散傅立叶变换(DFT)是电参量微机测量的常用算法，但非同步采样引起的频谱泄漏及栅栏效应，使估计出的信号频率、幅值及相位有较大的误差。该文根据电气信号的频谱特点，对DFT频谱校正实现方法进行改进，提出了适合电参量微机测量的新算法，并通过选用不同的采样时间窗长度、采样点数及与之相适应的窗函数，使新算法可以满足高精度计量及快速电气测量等多种应用场合对测量精度、实时性等性能的不同要求。算法实现简单，速度快、精度高、通用性强，仿真分析和科研实践验证了其可行性和有效性。     

低信噪比正弦信号相位差测量算法对比研究

相位差测量技术在许多领域有着广泛的应用,目前存在多种测量算法但并没有关于低信噪比正弦信号相位差测量的专题研究,针对这一问题研究了7种相位差测量算法的适用性和优缺点,其中包括相关分析法、傅里叶变换法、希尔伯特变换法、三参数法、数字锁相放大法、基于互相关的最小二乘法及正交延迟估计算法,详述了各算法的理论分析,并给出了具体算法在低信噪比条件下的MATLAB仿真结果,研究表明,三参数法、傅里叶变换法、数字锁相放大算法以及基于互相关的最小二乘法可以满足低至-20 dB的正弦信号相位差的测量,测量精度达到5％以内,并且对于小相位差的测量有着良好的效果.     

一种基于TS201的高速信号相位差测量系统设计

研究了一种基于TS201的相位差测量系统设计,利用同频正弦信号的互相关函数的特性,得到相位差信息,并对影响测量结果的采样点数,量化位数,信噪比进行了分析.同时本文给出了测量系统构建的软硬件设计,及具体的仿真试验数据,理论及仿真实验结果表明本文的算法具有很高的测量精度,算法简单,物理意义明确,实时性强,特别适合高速信号的相位差信息的捕获,在工程上具有一定的实用价值.     

基于相位差校正的谐波测量算法研究

提出基于加窗和相位差校正的谐波测量算法,对信号以相同的采样频率作2次非整周期采样．进行加窗离散傅里叶变换DFT（Discrete Fourier Transform)后,求得的相位具有基本相同的测量误差,相减后可基本抵消。构造2个数据序列作DFT,利用其对应峰值谱线的相位差计算出校正公式．对各谐波分量的参数进行校正。该算法无需对信号进行整周期采样,可有效减少泄漏误差、抑制噪声和谐波之间的干扰．从而精确测量各谐波的频率、幅值和相位。仿真结果证明,该方法实现简单、测量精度高．适合加多种对称窗的情况,具有较好的实用价值。     

基于高精度DFT的介损数字测量方法

针对离散傅立叶变换 ( DFT)用于介损测量时因系统频率波动难以满足同步采样而产生泄漏误差影响基波相位测量精度的问题 ,作者分析了 DFT算法非同步采样造成的泄漏效应 ,采用加余弦窗的改进方式 ,提出了基于 Black-man- Harris窗的 DFT介损测量方法。数字仿真表明基于加窗 DFT算法的介损测量较原有 DFT算法计算精度显著提高 ,实际测量亦验证了该算法的有效性。     

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.     

基于时移相位差校正的准同期算法研究

因并列双方电压信号的频率不相等且在并列过程中不断变化,难以同时实现同步采样。离散傅里叶变换DFTr(Discrete Fourier Transform)算法存在因时域截断而产生的频谱泄漏,因此用于测量并列电压参数误差较大。基于加窗和相位差校正的新DFT算法,利用原始采样数据,构造出两段数据序列．其中第二段序列比第一段滞后L点。对这两段序列作加窗DFT后,再利用其对应峰值谱线的相位差对并列双方电压信号的频率、幅值和相位等参数进行校正。该算法无需对电压信号进行同步采样．可有效减少非整周期采样所造成的泄漏误差,从而精确地测量电压信号的参数,且算法适合于多种对称窗函数。仿真结果证明该算法测量精度高．具有较好的实用价值。     

基于全相位频谱分析的正弦信号高精度参数估计方法

对传统频谱分析的输入数据截断方式进行了改进,提出了全相位频谱分析,理论证明全相位频谱分析幅度谱是传统FFT频谱分析幅度谱的平方,可以很大程度上减小频谱泄露,同时,给出了其实现框图.另外.全相位频谱分析方法具有良好的相位分析性能,不受频偏影响,在信号是非整数倍频率采样情况下,由该方法分析的相位与信号真实相位误差极小,无需校正.提出基于全相位相位差法估计正弦信号幅值、频率和相位的新算法,对传统相位差法其序列的取法进行了改进,对单频余弦信号进行非整周期采样,分别用全相位相位差法和离散频谱综合相位差校正法对信号的频率、幅值和相位进行了校正.仿真结果证明该算法参数估计精度高于现有算法,具有较好的实用价值.在无噪情况下参数估计近似为无偏估计,尤其对相位的估计,误差达到0.001%.     

电站锅炉声学测温中时间延迟估计的仿真研究

为了在电站锅炉声学测温中获得准确的声波飞渡时间，针对强噪声环境下弱信号检测问题，研究了声信号的时间延迟估计。对从国内某电站锅炉采集的炉膛噪声进行了频谱分析和统计分析，认为炉膛噪声是以中心频率250~ 1000 Hz的低频燃烧噪声为主的类高斯噪声。指出了电站锅炉环境下几种传统的时延估计方法的不足，提出了一种基于高阶累积量的时延估计方法。在指数分布信号中加入实测炉膛噪声信号，设定不同的信噪比，分别对基于ML互相关方法和基于3阶累积量方法进行了100次蒙特卡罗时延估计仿真试验。结果表明，在较低的信噪比下，3阶累积量方法仍可以抑制非高斯信号中相关高斯噪声的影响。不仅为声学测温中的声波飞渡时间测量提供了指导，而且对基于时延估计的锅炉四管爆漏声源定位有一定的参考价值。     

Deconvolution with bounded uncertainty

In deconvolution problems there are two primary sources of uncertainty in the data formation mechanism, namely measurement noise and errors in the model of the system. In this paper we develop an abstract set theoretic deconvolution framework for problems in which the only information available about these sources of uncertainty consists of bounds. Iterative methods based on projections are used to generate solutions consistent with these bounds, the output data signal and a priori knowledge about the input signal. an example of application of this general framework to discrete signal recovery is demonstrated.     

加Blackman-Harris窗插值算法仿真介损角测量

为了更好地将加布莱克曼-哈里斯(Blackman-Harris)窗插值谐波分析法用于介损角测量,仿真分析了该算法及其在信号频率、3次谐波、直流分量、采样频率、A/D量化位数、采样时间长度、介损角真实值、白噪声及脉冲噪声变化时计算所得介损角误差的变化。仿真结果表明,频率波动时算法误差很小且稳定;算法随3次谐波分量的增加误差有很微小的增加;算法随直流分量的增加变化不显著;算法随A/D量化位数的增加误差减少,≥10位的量化位数能满足精度要求;随采样频率的增加误差稍有下降,但趋势不明显;随采样长度增加误差减少,0.1s的采样时间长度足够;介损角误差与真实值的关系不大;随白噪声和脉冲噪声含量的减少误差减少,对白噪声和脉冲噪声信噪比约80 dB能满足要求。     

基于高精度测频的修正DFT相量及功率测量算法

为了提高频率偏移时电力系统相量及功率测量精度,提出了一种基于改进扩展卡尔曼滤波(IEKF)频率测量的修正离散傅里叶变换(DFT)相量及功率测量算法。分析了频率发生偏移时非同步采样下DFT的测量误差,建立了相角、幅值与频率偏移量和初相角之间的函数关系式。由IEKF得到频率偏移量,然后对DFT计算结果进行修正即可得到输入信号的真实相量和功率。仿真结果表明:该算法相比较于传统自适应DFT算法能有效消除或减弱谐波、噪声以及频率偏移对相量同步测量的影响,提高了相量及功率测量精度。     

基于离散小波变换的自适应语音消噪方法

针对语音信号的宽带特性 ,基于离散小波变换提出一种自适应消噪方案 (DW TANC) ,该方案利用多分辨率分析理论 ,把信号和噪声分解于不同的频率范围中 ,使信号和噪声的频谱得到简化 ,从而减少了自适应滤波器的级数L ,使输入自相关矩阵阶数降低 ,从而改善了它的自适应时间和输出精度 ,增强了其抗干扰能力。计算机仿真结果证实上述论断的正确性     

基于小波变换的电机信号消噪技术的研究

在分析小波变换消噪原理和方法的基础上,针对信噪比较高的信号,进行小波消噪和傅里叶消噪仿真分析。结果表明,采用小波消噪能达到比较理想的效果。但对于信噪比较低的信号,必须采取多种方法相结合,才能取得满意的消噪效果。文章提出了将时域平均法和小波软阀值消噪法相结合和基于相关性分析与小波变换相结合两种方案消噪。通过对这两种方案进行仿真实验,结果表明,这两种方案可以有效地去除信号中的干扰噪声,提高信号的信噪比,取得良好的降噪效果。     

基于准同步离散傅立叶变换的介损测量方法

采用基于离散傅立叶变换 (DFT)的谐波分析法测量介损时 ,因电网频率波动使测量精度不能满足标准要求。因此提出了基于准同步DFT的介损测量法。该方法能有效减小未完全整周期采样所造成的测量误差。数值仿真结果表明 ,该方法的测量精度明显高于谐波分析法 ,当频率波动时对不同电流、电压信号的初相角 ,其测量精度均能满足绝对误差 <0 1% ,且计算量小 ,实现方便     

低压电力载波抄表系统的反相重传ARQ方案

针对低压电力线载波信道传输特性不稳且存在很强的有色干扰等特点.提出了一种反相重传差错控制方案.在各次传输期间的噪声正相关的条件下,本方案可使各次重传的信号成分相互增强,噪声成分相互抵消.从而提高解调器的输入信噪比.降低误码率.理论分析和仿真结果证明通过增加重传次数可有效抑制低信噪比条件下的残余差错率.