应用三次样条函数快速计算插值FFT算法

加汉宁窗插值快速傅里叶变换(FFT)算法可以克服频谱泄漏的影响,消除用异步采样值测量电量时产生的误差,但其计算量较大,实时性较差。为了减小插值FFT算法的计算量,采用三次样条函数逼近加汉宁窗插值FFT算法函数,提出了应用三次样条函数的有效形式计算插值FFT算法,将插值FFT算法的谐波幅值修正系数曲线分为10段,给定11个等间距插值点,构造出计算插值FFT算法的三次样条函数的快速计算公式。该公式简单,程序实现方便,计算量小,在分段处连续,且为精确值,可以大幅度提高插值FFT算法的计算速度和实时性。仿真计算结果表明,应用三次样条函数的有效形式计算电量谐波幅值和频率,幅值误差小于0.1%,频率误差小于0.01Hz。     

电机CAD中曲线的三次样条插值

全面、系统地论述了在电机计算机辅助设计中经常用到的三次样条插值函数的定义及求取方法,同时也指出了三次样条插值函数表达方法的多样性,即可以用节点处的一、二阶导数来表达。     

基于三次样条插值的低压电器瞬时试验数据分析

详细阐述了三次样条插值在试验数据分析中的应用。推导了k个数据点插值函数系数的求解公式。分析了利用插值函数逼近原函数时的最大误差。最后,利用前述方法对谐波试验数据进行分析,给出了分析结果。与传统方法相比,通电时间和谐波试验通电占空比的计算更加科学、公正和准确。试验结果表明,该方法彻底消除了阈值设定对试验结果的影响。     

用网络拓扑和三次样条插值法计算复杂的非线性电阻网络

本文是应用网络拓扑和三次样条插值法计算复杂的非线性电阻网络。在此网络中,不但存在许多非线性电阻元件,而且同时存在四种类型的受控源,即VCVS,CCVS,VCCS和CCCS。这些非线性电阻元件的V-1特性不能用确切的函数描述,仅为给定的特性曲线。应用本方法能解决用其他的计算方法很难解决,甚至无法解决的非线性电阻网络的问题。     

基于FrFT和三次样条插值的瞬时频率估计方法

瞬时频率估计作为非平稳信号分析的主要内容,具有重要的研究意义。针对基于微元法和分数阶傅里叶变换的瞬时频率估计方法在实时性、抗噪性等方面的不足,改用黄金法快速搜索最佳分数阶比以增强其实时性,引入三次样条函数对分段信号中间点频率进行插值以提高其抗噪性。仿真结果表明,本文方法时耗约为现有方法的1/3,在不同信噪比下,本文方法的RMSE和MAE都约为现有方法的1/2,是一种有效的瞬时频率估计方法。     

基于三次样条插值法的储能锂电池建模与参数辨识

针对锂电池低荷电状态时输出变化大和模型参数辨识困难问题,提出一种基于三次样条插值法的建模与参数辨识方法。首先建立了含SOC动态的三阶3RC-3D等效电路模型,分析了低SOC时应用最小二乘法对不同模型参数进行辨识产生的误差。在此基础上,结合三次样条插值法的拟合特性和合适的边界条件,构造了三次样条插值函数,在SOC≤10%区间进行了模型各参数辨识,并拟合出了模型参数变化曲线。最后,将辨识后的模型参数曲线与混合脉冲功率特性HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization)试验的实际测量值进行了对比。从比较结果看,本文所提的辨识方法减小了参数辨识误差,提高了模型精度,验证了在SOC≤10%区间应用三次样条插值法进行锂电池模型参数辨识的有效性。仿真结果表明,基于三次样条插值辨识方法建立的三阶3RC-3D等效电路模型能够高精度地跟踪锂电池输出外特性。     

一种并行交替采样中时基非均匀信号自适应重构方法

并行采集系统中,通道间时基延迟的不一致性严重降低了系统性能。通过对系统时基误差分量的分析,提出了一种基于自适应控制的非均匀信号重构方法。该方法不需要额外增加校准信号,能在误差估计的同时自动完成信号重构,实时性高;无需重构滤波器,降低了系统设计难度及成本。实验结果表明,经过约250次自适应迭代后,该重构算法能有效估计通道时基误差,具有迭代次数少、运算量小、能动态跟踪时基延迟变化的特点;重构后系统信噪比由原来的33dB提高到48dB,有效位数提高近2.5bit,系统性能得到了大幅提高。     

基于三次样条插值的指针式仪表识别方法研究

针对变电站巡检机器人指针式仪表自动识别中易受指针阴影影响的问题,提出了一种基于三次样条插值的指针式仪表图像分割方法。提取包含指针的圆形区域作为信息图,对信息图进行中值滤波、灰度拉伸;使用16个固定的阈值对信息图进行分割,并统计指针的长度和面积;使用三次样条插值法对面积序列插值并计算其一阶差分,以指针长度大于信息图半径的最小阈值作为起点,求得一阶差分的第一个波谷点,以该点对应的灰度值作为分割阈值对信息图进行图像分割。图像分割实验表明,文中算法对含有指针阴影的仪表图片分割成功率由10%提高到94%,识别成功率由82%提高到98%,提取的指针中仅包含少量的无效信息,减少了后续算法的运算浪费;鲁棒性实验表明,该算法对各种环境干扰具有较好的鲁棒性。     

基于三次样条函数的加Blackman-harris窗插值FFT算法

使用加Blackman-harris窗插值快速傅里叶变换(FFT)算法计算电力系统谐波时,其频率修正系数公式和复振幅的插值修正函数过于复杂.提出利用三次样条函数逼近其频率修正系数的7次多项式和复振幅的修正函数,采用三次样条插值函数的有效形式计算频率修正系数和复振幅的修正系数,将插值FFT算法的频率修正系数曲线分为10段,给定11个等间距插值点,并将复振幅修正系数曲线以频率修正系数间隔0.1分为10段,给定11个等间距插值点,分别构造出频率修正系数和复振幅修正系数的快速计算公式.公式简单,计算量小,程序实现方便,实时性好,并且在分段处连续,分段处的计算值为精确值.仿真结果表明,该算法计算所得幅值误差小于0.01%,频率误差小于0.003 Hz,相位误差小于1%.     

布拉格波长标定及实时三次样条插值拟合算法的实现

针对布拉格光栅解调的标定问题,采用了一种由标准具、参考光栅及DSP组成的标定系统,实现对可调谐F-P滤波器的标定。本文运用三次样条插值算法,得到标定拟合曲线,再根据标定曲线得出传感光栅的波长。为了进行实时标定,在DSP平台上实现了三次样条拟合的求解,提高了波长解调的精度。     

基于三次样条插值理论的电子式互感器数据同步

介绍了电子式互感器的数据同步问题,并对线性插值和二次插值的同步算法进行分析,指出线性插值算法在谐波次数高的情况下误差过大和二次插值算法在低采样频率下误差改进不明显.提出了基于三次样条插值理论的同步算法,并进行了误差的理论分析和数值仿真计算.理论误差分析表明,该算法相比较于线性插值算法和二次插值算法,误差值至少降低2个数量级;数字仿真验证显示,每周期48点采样时,稳态采样值最大误差约为输入电流最大幅值的0.000 38％.暂态采样值最大误差约为输入电流最大幅值的0.005％,采样值误差均降低2个数量级以上.在包含基频量和高次谐波电量的二次设备中,该算法可降低各采样点的相对误差,方法误差精度均可满足IEC60044标准规定的电子式互感器的误差要求,即稳态测量精度0.2级和暂态分量最大瞬时值误差小于±1％.     

压阻式压力传感器温度误差的插值补偿方法研究

为减小环境温度变化对压阻式压力传感器实施可靠测量的不利影响,提出一种结合三次样条插值与埃尔米特插值的补偿方法.首先通过标定实验获取标定数据,采用三次样条插值建立环境温度、传感器输出电压与待测压力之间的函数关系以补偿传感器的温度误差,再借助埃尔米特插值构造输出电压与待测压力之间的映射关系描述传感器的测量特性.两种标定工况...     

ABS齿圈检测仪误差校正方法的研究

为了提高ABS齿圈检测仪测量质量,根据ABS齿圈检测仪测量原理、结构特点及测量过程中产生误差的原因,综合分析了影响ABS齿圈检测仪测量精度的本质因素,针对产生误差的关键问题,开发了一种以空间三维直角坐标系仿射变换原理及最小二乘法曲线拟合原理为核心的实时误差校正方法,该方法可在不降低测量速度的前提下,进行自适应实时误差校正,提高测量精度。同时,根据误差校正原理建立了数学模型,并通过MATLAB 7.10仿真验证了其准确性及可行性。经计算,误差校正后的ABS齿圈检测仪测量重复性和不确定度指标符合预期要求。事实证明该方法能够用于ABS齿圈检测仪系统中,具有很高的实用价值。     

基于编码信号时间内插的高精度时间间隔测量方法

受测量方法和器件性能的制约,对单次测量精度达到亚皮秒(1 ps)量级的事件计时技术的研究是一个亟待解决的难题。提出了一种新的高精度时间间隔测量方法,利用声表面波编码器件作为时间内插器,将时间内插法和编码信号自相关函数的高信噪比特性相结合,并利用一种完全有别于传统的时域互相关对时延进行测量的算法,从而可以大幅提高时间间隔测量的精度。实验结果表明,当时间内插信号采用带宽40 MHz、时宽5μs、中心频率150 MHz的线性调频信号时,可以获得0.48 ps测量精度。该方法是一种可靠、稳定、实用的高精度时间间隔测量方法,单次测量精度能够达到亚皮秒量级。     

智能变电站重采样应用研究及其线性插值法误差分析

针对重采样环节在智能变电站应用过程中所引入的误差,分析了其在智能变电站中的具体应用场景,得到采样同步和采样频率转换两种典型方法。以线性插值算法为研究对象,通过建立矢量模型分析并结合实验验证的方法,得到线性插值幅频特性。结果表明,信号频率与插值位置是直接影响重采样精度的两个主要原因,线性插值误差对保护专业的影响可以忽略,但是对测量与计量专业的影响较大。通过提高采样率,改进同步或插值算法等办法,重采样误差可以减少甚至消除。     

加8项余弦窗插值FFT算法

采用加8项余弦窗函数插值FFT算法的谐波分析方法可以进一步提高电力系统谐波的测量精度。为了引入加8项余弦窗函数的插值FFT算法,首先比较分析了5到8项余弦窗的频谱特性,然后推导了8项余弦窗函数插值FFT算法的计算公式,并采用三次样条插值函数计算频率修正系数和复振幅的修正系数,减少了计算量。仿真计算结果表明,相比其他加余弦窗插值FFT算法,加8项余弦窗函数插值FFT算法具有更高的精度,从而验证了该算法的有效性与实用性。