基于小波变换和FFT的电能质量检测的研究

傅立叶变换可以精确确定出平稳波形中各次谐波的幅值;它只能检测基波和整数倍于基波的谐波,傅立叶变换算法存在着频谱泄漏和栅栏现象,从而使检测出谐波的幅值、相角和频率均存在较大的误差。小波变换可以准确确定发生突变的时刻,滤除干扰信号,但出现各次谐波频段混叠现象。故此文中采用基于小波变换和FFT相结合分析电能质量信号的方法。用小波变换检测电能质量信号的突发信号,对各次谐波混叠的信号采用FFT进行频谱分析,并进行了计算机仿真,取得了较满意的结果。     

一种加窗插值FFT谐波分析方法

由于很难实现同步采样和整周期截断,因此,利用FFT算法分析电网谐波信号时存在频谱泄露和栅栏效应,影响算法的分析精度。加窗插值FFT是抑制频谱泄露和消除栅栏效应的有效方法,在此提出一种基于3项3阶Nuttall窗插值FFT的谐波分析方法,推导了插值系数公式以及各次谐波的频率、幅值和相位的修正公式。对该算法与Hanning窗、Blackman窗插值FFT算法进行Matlab仿真对比研究,验证了该算法具有更高的分析精度。     

电能质量数据采集和谐波分析方法的实现

针对电能质量分析问题,设计了基于DSP和CPLD的电能质量检测装置,完成对电网信号数据的实时采集和处理,介绍了系统的总体结构以及数据处理的方法。为消除泄漏误差,采用锁相环电路实现对电网信号的同步采样。为提高计算的准确性,采用基于加窗插值的FFT算法分析电力系统谐波,并对算法的实现进行了详细的描述。     

DFT算法在电能质量谐波分析中的应用

介绍了以TI公司TMS320F2812为核心的电能质量监测仪,结合DSP芯片特点分析了用DFT进行连续信号的频谱分析方法,并仿真了同步采样幅频与非同步采样幅频的实验结果。本文对谐波参数的计算,在传统傅里叶算法的基础上对加窗插值的FFT算法进行了深入研究,从而有效的减少非同步采样造成的频谱泄露和栅栏效应,大大提高各次谐波幅值及相位的计算精度。     

基于DSP的电力谐波装置研究

DFT/FFT是进行谐波检测的有效方法,其算法简单,易于实现。在改进DFT算法的基础上,利用CCS仿真与硬件DSP相结合的方式验证算法,通过将加窗插值FFT算法与改进DFT算法进行对比对数据进行分析,比较各次谐波幅值、相位以及频率的误差。利用信号发生器产生三角波进行DSP硬件测试,分析两种算法在通过数据采集、A/D转换后受到的精度影响,验证算法的实时性、准确性和稳定性。最终分析出在非同步采样时,改进DFT算法具有较高的检测精度,而加窗插值FFT算法实时性比较好。     

存在奇异值的非平稳谐波电流分析研究

为了分析电力系统中存在奇异值的非平稳谐波电流,提出了一种小波包变换和快速傅里叶变换(FFT)综合算法,用小波包算法对谐波电流剔除奇异值和去除噪声后,对各个谐波频段进行重构和FFT运算,得到了非平稳谐波电流频谱特性和各次谐波的起止时刻,并和直接FFT算法进行了比较。结果表明,小波包变换和FFT综合算法能提高谐波电流分析的频谱精度,并能较准确地捕捉非平稳电流各次谐波的起止时刻,为有源电力滤波器(APF)补偿谐波电流提供依据。     

基于Nuttall窗插值FFT算法的谐波分析

采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)算法进行谐波分析时不易实现同步采样和整数周期截断,由此造成的频谱泄漏和栅栏效应将影响到谐波分析的精度。加窗和插值修正算法能提高基于FFT的谐波参数计算的准确度,由此提出一种用于谐波分析的加4项5阶Nuttall窗的双谱线插值FFT算法,给出了实用的插值修正公式。实验结果表明,与Blackman-harris窗、4项3阶Nuttall窗插值FFT算法相比,该算法具有更小的计算量和更高的分析精度。     

OFDM系统中多导频的FFT信道估计算法

论文提出了OFDM系统中基于FFT的信道估计方法,包括基于时域插值及变换域插值方法。时域插值算法的理论基础是利用FFT频域采样定理,可由频域有限频点的采样值经过IFFT／FFT得到整个频域传输函数的估计值,而不发生混叠。变换域插值算法的理论基础是利用FFT时域抽样定理,利用OFDM信号特点和信道特性,经过FFT／IFFT将信号和噪声分离,并在此基础上进行加窗改进算法,以减小插值中的频谱泄漏,提高估计效果。仿真结果说明,加窗的基于FFT变换域的方法性能有了很大改善。     

基于小波变换的电力系统谐波分析

电力系统的谐波是影响电能质量的重要因素,文章主要利用小波变换的奇异信号检测能力和较好的时域分辨率,对电网中的谐波进行了检测、分析。通过MATLAB对实例进行仿真,仿真结果表明,利用小波变换可以将信号中不同频率的谐波有效地提取出来,能够精确地分析非平稳信号的谐波,具有很高的分析精度。     

基于LabVIEW的电力谐波测量系统设计

为保证实时、准确地对电网谐波含量进行测量与分析,设计一种基于LabVIEW的电力谐波测量系统。通过传感器、数据采集卡,完成电压、电流信号的实时采集,上位机对采样数据进行滤波、加窗、快速傅里叶变换(FFT)运算,分析电压谐波。为了提高检测精度,消弱干扰,利用加窗插值算法对快速傅立叶算法进行修正,有效地抑制谐波之间的干扰和杂波及噪声的干扰,从而精确的测量各次谐波电压和电流的幅值及相位。系统的测量精度高、实时性好、操作方便、便于扩展,体现了虚拟仪器在电力监测领域的广阔应用前景。     

Power System Harmonic Detection Using Frequency-Domain Interpolation Wavelet Transform

Multi-frequency harmonics detection is important for fault diagnosis, harmonic analysis and parameter detection in power system[1,2]. The conventional harmonic measurement methods are fast Fourier transform (FFT) and short time Fourier transform (STFT), FFT is suitable for integer harmonic analysis, but it brings large error to non-integer harmonics due to its spectral leakage, aliasing and picket fence effect. STFT can detect non-integer or non-period harmonics with low resolution, beca…     

基于小波包变换实时检测回转电机振动信号

小波包变换不仅能检测非平稳信号的整次谐波,还能检测信号的非整次谐波,而且小波变换本身对信号的奇异点十分敏感,因此可以用来跟踪牙轮钻机振动信号。简述了小波包变换的原理,并基于Matlab实现了对牙轮钻机振动信号的处理。该处理具有信噪分离、测量牙轮钻机振动功率谱、牙轮钻机振动信号的时域-频域变化规律、牙轮钻机振动速度信号三维图、伴有噪声的原始振动波形和噪声波等测量功能。实测某矿山YZ-35C牙轮钻机的振动速度信号,实测效果优于P3562A动态信号分析仪的测量结果,结果表明该方法是可行的和有效的。     

基于整数小波变换的Wiener插值算法

小波变换中高低分辨率子带之间的相似性使得利用小波变换进行图像插值的方法成为可能.根据数字图像信号的特点,分析了小波变化后各个子带信号的特点,提出了基于整数小波变换的Wiener插值算法.用Wiener自适应滤波器训练得到插值滤波系数,同时结合既符合图像性质又能减小运算量的整数双正交小波基对图像插值.结果得到较高的信噪比和较好的主观视觉效果.平均峰值信噪比比传统的双线性插值法提升了2.4dB.     

基于傅里叶和小波变换的电力系统谐波分析

针对目前电力系统谐波分析中存在的无法同时对稳态谐波分量和非稳态谐波分量进行准确检测的问题,提出一种利用两阶段法结合傅里叶变换和小波变换的算法来实现电力系统谐波分析的方法。首先将原始谐波信号通过小波多分辨率分析分解为低频和高频两部分,然后利用傅立叶变换分析得到低频成分中稳态谐波的幅值、相位等参数,并利用小波包进行分析得到高频部分非稳态谐波的时域信息。     

基于全相位FFT的稳健型时间调制阵列测向

基于谐波特征分析的时间调制阵列测向方法的正确性与精度严重依赖接收谐波的估计精度. 传统的离散傅里叶变换(discrete Fourier transform, DFT)或快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)在估计谐波的幅相时,由于信号频率通常偏离采样频率的整数倍,会形成栅栏效应,从而引起基于谐波特征分析的时间调制阵列测向的精度降低甚至失效. 针对该问题,本文将全相位FFT引入二单元时间调制阵列接收谐波的分析中,通过提升谐波幅相估计的鲁棒性来提升时间调制阵列测向方法的稳健性. 仿真结果表明,当信号的载频为频谱分辨率的任意小数倍时,提出的全相位FFT时间调制阵列测向方法均能正确测向,且随着信噪比的增加,测向均方根误差收敛至0. 本文工作提升了基于谐波特征分析的单通道时间调制阵列测向方法的稳定性。     

基于感兴趣区的图像编码与渐进传输

本文采用一种任意形状的整型或非整型小波变换,结合高效的SPIHT(Set Partitioning In Hierarchical Trees)图像编码算法,分别实现了任意形状感兴趣区的无损压缩和非感兴趣的有损压缩算法.另外本文还提出了两种感兴趣区优先编码策略,可以保证在极低的码率下感兴趣区的重建质量远远好于非感兴趣区的重建质量,满足用户快速、个性化的浏览需求.这些方法得到的压缩码流都具有嵌入的特点,支持渐进传输.     

对非整周期正弦波形信噪比计算方法的研究

以双音多频信号为例,通过运用快速傅里叶变换和Hanning窗等数学方法,分析了信号频率,电平和相位之间的关系,推导出了计算非整周期正弦波形信噪比的算法,解决了数字信号处理中非整周期正弦波形信噪比计算精度低下的问题。以C编程语言进行实验,证明了算法的正确性和可重用性,并可极大的提高工作效率。     

基于小波变换的电能质量暂态信号检测

设计了一种基于DSP的电能质量监测系统,并给出了信号调理、锁相倍频等主要模块电路。依据小波变换模极大值的理论,通过对该检测装置采集的暂态信号进行多分辨率分解,准确实现了暂态信号的检测。最后对采集的信号进行Matlab小波变换,仿真结果表明,小波变换可实现对电能质量暂态信号突变点的准确检测,同时验证了小波检测的正确性和可靠性。     

FFT Performance in the Presence of Noise

Contamination of signals by noise degrades the performance of fast Fourier transform (FFT) analysis of biological systems. Thus, we have developed simulation techniques to investigate the effects of noise on FFT computations. Continuous and discrete representations of forcing-noise and response-noise signals are derived. The FFT is used to estimate magnitude and phase of noisy digital signals constructed using the discrete representations. The estimates are then compared to the estimates obtained from the noise-free digital signals. The following factors are shown to have an important influence on estimation accuracy: the inclusion of noninteger as well as integer harmonic noise, the signal series length, the relative noise-to-forcing and response signal magnitude ratios, and the degree of noise signal cross correlation between the forcing and response signals. We demonstrate that the FFT estimation accuracy of magnitude and phase is similar for integer and noninteger noise harmonics, it varies directly with signal series length, and inversely with the noise-to-forcing and response signal magnitude ratios.