简捷内插方法实现高精度宽带雷达信号的重构

在实验室进行雷达模拟时,需要产生高信噪比的调制在中频或射频的宽带雷达信号.宽带雷达信号的产生包括2个方面:信号重构和调制.在数字正交调制原理的基础上,宽带信号的产生问题实际上转换为如何得到高采样率下的时域基带信号.本文提出了一种频域补零的内插方法来重构高采样率下的基带信号,简捷、快速、精确.利用快速傅里叶变换(FFT)的算法原理适当改进后,采用优化算法进行傅里叶反变换,极大地减少了运算量.最后,通过计算机仿真,证实了该重构方法的可行性.     

高精度插值FFT谐波分析

分析了插值快速傅里叶变换(IFFT)产生误差的原因,说明了信号的相角会对IFFT分析结果产生较大误差,指出不能直接把针对复信号的算法套用于实信号。针对这一产生误差的原因,提出一种高精度的IFFT算法,以快速傅里叶变换(FFT)为基础,对FFT分析的频谱进行修正计算,从而得到较精确的计算值。该算法利用FFT中实用的信息,并充分考虑了实信号和复信号频谱的区别,采用一系列的数学变换,可以有效克服信号相角的影响,在不明显增加计算时间的同时,提高谐波分析的精度。该算法无需采用复杂的迭代方法,对数据采样也无特殊要求,故对硬件部分要求不高,易于应用。算法的分析结果可以得到实信号中谐波精确的幅值、相角及频率。实例计算结果证实了该算法的准确性,计算精度比传统的IFFT有了显著提高。     

基于小波变换与傅里叶变换相结合的电能质量监测方法

介绍了至今为止国家标准中规定的各项电能质量指标的计算方法,提出了一种将小波变换与短时傅里叶变换相结合的方法对电能质量的暂态和稳态问题监测的方法,其中小波变换选用Mallat算法,短时傅里叶变换窗函数选用Hanning窗。利用小波变换Mallat算法对暂态电能质量问题进行实时监测,并且区分稳态扰动与暂态扰动,再对各频段进行短时傅里叶变换去分析,从而能够很好的对时域和频域进行分析。MATLAB的仿真结果验证了该方法的准确性和有效性     

快速傅里叶变换的两种改进算法

首先分析用于模拟信号频谱分析的快速傅里变换法，进而提出基于线性插值原理和抛物线插值原理的两种改进快速傅里叶变换法。算例分析表明，改进后的算法明显提高了计算精度，降低了对采样的要求，从而明显提高了计算速度。     

基于图像复原技术与约束最小二乘方滤波器的绝缘子表面电荷反演算法

该文借鉴图像复原技术的处理手段,提出一种针对平移不变系统的绝缘子表面电荷反演算法.通过二维傅里叶变换将电位-电荷间的矩阵运算转换至频域,并利用约束最小二乘方(CLS)滤波器抑制噪声干扰,进而实现了表面电位分布到表面电荷密度分布的推导.进一步,结合仿真算例讨论该算法的实现流程与计算精度,并与常见的维纳滤波法和模拟电荷法的计算结果进行对比;通过引入偏差系数定量分析不同算法对目标信号的复原能力与对噪声信号的抗干扰能力.最后,综合表面电位测量实验与粉尘图法验证算法的有效性.结果表明,该文所述CLS-filter算法能有效滤除测量过程中引入的噪声信号,提升电荷反演稳定性,且在高等级噪声干扰下的计算精度显著优于现有算法.该算法所得电荷分布与粉尘图谱较为吻合,计算结果具备一定的准确性与可靠性.     

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.     

九点变换改进FFT高精度谐波分析方法

快速傅里叶变换(FFT)广泛应用于电力系统的谐波测量中.由于同步采样和整周期截断难以实现,FFT算法存在的频谱泄漏和栅栏效应严重影响谐波检测的准确性.文中分析了信号频谱衰减特性,提出一种基于九点离散频谱序列变换的谐波检测算法,将离散频点做九点变换,减小频谱泄露造成的基波及各次谐波频谱间的相互干扰,继而通过插值估算得到高精度的谐波参数.仿真结果表明,在非同步采样和非整数周期截断条件下,运用本文算法计算得到各次谐波的幅值的相对误差小于0.0027%,相角相对误差小于0.013%,并能有效克服频率波动对频谱分析的影响.     

FFT在现代雷达中的应用

快速傅里叶变换（FFT）是离散傅里叶变换（DFT）的快速算法。本文给出了离散傅里叶变换的定义及FFT算法,介绍了FFT在现代雷达中的应用。分析了FFT用作PD雷达信号处理电路中的多普勒滤波器组的原理,给出了FFT多普勒滤波器组的幅频特性。给出了FFT用于匹配滤波器的方案,用FFT计算了线性调频信号的模糊函数,并绘出了模糊函数的三维图形。计算机仿真表明,FFT计算结果与用公式直接计算得出的结果相同,而且计算量大大减小。     

基于四谱线插值FFT的电网谐波检测方法

在采用快速傅里叶变换法分析电网中各次谐波时,因信号的非整周期截断和非同步采样而造成的频谱泄露会对检测结果的准确性造成影响。为了提高谐波检测的准确度,提出了一种基于四谱线插值的快速傅里叶变换算法。该算法通过对加窗信号的离散频点处幅值信息的分析,利用谐波频点附近的四根谱线进行加权运算,进一步提高了谐波幅值和相位检测的准确度。通过数据拟合,得到常用的窗函数所对应的谐波分析实用修正公式。由数值仿真分析可以看出,该算法具有更高的检测精确度。仿真及实测的结果充分验证了该算法的准确性和有效性。     

基于单子带重构改进小波变换的电力系统谐波检测方法

Mallat快速离散小波变换注重总体抗混叠和信号重建,忽略分解分量中的频率混叠抑制,在电力系统谐波检测中产生严重的频率混叠现象.虽然单子带重构小波变换提高了频率分辨率,但是分析结果仍存在一定程度的频率混叠.单子带重构改进小波变换算法,对信号进行分解与重构时,利用快速傅里叶变换(FFT)和快速傅里叶逆变换(IFFT)对各子带信号进行处理.该方法可以克服传统小波变换算法存在频率混叠现象的固有缺陷,仿真计算结果证明了该方法的有效性,为电力系统谐波、间谐波和时变谐波分量的精确检测提供了一种有效手段.     

基于单节点重构改进小波包的电力系统谐波分析算法

在传统小波包算法中,虽然提高了频率分辨率,但是各子带存在产生虚假频率成分的情况,应用于电力系统谐波分析将产生严重的频率混叠现象。应用单节点重构改进小波包快速算法,利用快速傅里叶变换（FFT）和快速傅里叶逆变换（IFFT）对各子带信号进行处理,并调整滤波器组使子带频带顺序排列。通过仿真实例将改进算法的结果与传统算法进行对比,结果证明,改进算法能更有效地避免重构信号中的频谱混叠和交错现象。     

基于小波变换提高短时闪变严重度计算精度的方法

通常采用离散傅里叶变换(DFT)对闪变信号进行分析,鉴于DFT固有的频谱泄漏和栅栏效应导致应用DFT计算短时闪变严重度Pst精度不高的缺点,提出了一种基于小波变换提高Pst计算精度的方法.其核心在于利用DFT和离散傅里叶逆变换(IDFT)克服Mallat算法存在的频率折叠问题;对单一频率的闪变信号,采用对原始采样数据隔点抽样的方式减少小波分解与重构的计算量,对于多频闪变信号,给出了减少Mallat算法能量泄漏的频率选择范围,形成DMallat(DFT-Mallat)算法.应用DMallat算法对电压波动信号进行特征提取,改善频率、幅值等电气参数的计算精度,进而提高Pst的计算精度.通过与DFT计算Pst的对比仿真实验,结果表明了所提算法的有效性和适用性.     

基于FPGA的频谱分析系统研究与实现

针对音频信号分析,提出了一种基于 FPGA 的频谱分析系统,该设计基于 FFT 和 CORDIC 算法;讨论在FPGA上进行高达4096点的定点 FFT 运算和基于CORDIC算法的复数求模运算的系统架构和实现过程。通过Modelsim仿真,同MATLAB运算结果比较,本频谱计算方案的相对误差均值为4．11％。利用MCU进行信号采样与AD转换,并通过SPI接口将数据发送给FPGA进行频谱分析。当采样频率为60 kHz时,本系统辨识的频率范围为14．65 Hz～30 kHz ,频率分辨率为14．65 Hz。对实际硬件系统进行频谱分析测试,成功实现对输入的音频信号的频谱计算。     

基于GPS同步时钟的在线谐波测量分析系统

提出了电力网络在线谐波测量分析的新系统构架思想。该系统应用全球定位系统GPS(Global Position System)同步时钟作为系统同步测量的时间标准，采用虚拟仪器技术，充分利用电力系统的网络资源，实现系统数据资源共享、实时传递、数据综合显示和综合分析。在谐波分析中可灵活地选用高精度快速傅里叶变换法FFT(Fast Fourier Transform)和递归RFFT(Recursive Fast Fourier Transform)法，有效地提高了谐波分析的精度和速度。     

剔除奇异点的电网谐波分析方法研究

随着电力系统中非线性负荷的不断增加,电网中的谐波干扰也越来越复杂,需要对其进行监测和分析,进而提出具体的治理方案。该文介绍了一种基于小波变换和快速傅里叶变换相结合分析谐波信号的方法。用小波变换监测并剔除信号的奇异点,对由小波变换得到的低频信号用快速傅里叶变换进行频谱分析,并与传统的谐波分析方法进行仿真比较,取得了较满意的结果。     

基于改进递归DFT与SVR融合的实时谐波检测

根据电力系统中以整数次谐波检测为主要目标的情况,通过对递归离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)算法的分析比较,提出了改进递归DFT算法,即在递归DFT运算之前对首次采样做FFT运算,再将此运算结果作为递归DFT运算的初始值以进一步减少运算量.为同时提高检测精度,提出了基于改进递归DFT与改进序列最小最优化(SMO)的支持向量回归(SVR)融合的整数次谐波检测新方法.通过算例仿真,并与递归DFT及改进递归DFT相比较,证明了改进递归DFT与改进SMO的SVR融合的方法检测精度高,非常适合整数次谐波的实时检测和分析.     

基于Nuttall窗四谱线插值FFT的电力谐波分析

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)在非同步采样和非整数周期截断时难以精确检测谐波各参数。加窗和插值算法可提高FFT的精确度。分析了Nuttall窗的频谱特性,提出了基于Nuttall窗四谱线插值FFT的电力谐波分析算法。该算法充分利用峰值谱线频点附近的四条谱线进行加权运算以提高谐波分析精度,运用多项式拟合推导出实用的插值修正公式。仿真结果验证了在非同步采样时,该算法检测谐波的精度更高,有效地抑制了频谱泄漏。     

基于LabVIEW的相位差测量技术的研究与实现

针对传统仪器存在的测量方法精度不高、运算速度慢、设备昂贵等缺点,文中基于虚拟仪器平台,利用快速傅里叶变换（FFT）算法来测量信号的相位差,以达到节约成本且测量结果更加精确的目的。实验结果说明基于LabVIEW测量相位差具有良好的实时性和准确度。     

MOA检测的数字化处理技术

采用二次多项式滑动平滑法对采样数据进行平滑,有效地滤除了信号中的高频噪声。对数据处理的两种方法———离散傅立叶变换和快速傅立叶变换进行了比较。给出了一种能够同时对泄漏电流和参考电压进行频域分析的算法。     

基于DSP和LabVIEW的电参数检测系统

为解决大量非线性负荷和冲击性电力设备投入引起的电能质量问题,设计了一套基于DSP和LabVIEW的电参数检测系统,提出了将FFT(Fast Fourier Transform)和WT( Wavelet Transform)相结合的稳暂态检测新算法.该算法先通过小波变换消噪,然后找到小波变换高频系数的极大值点,继而确定暂...