歸一化主從式諧波與間諧波實時分析方法
2023-05-18 09:37:06 1
專利名稱：歸一化主從式諧波與間諧波實時分析方法
技術領域：
本發明屬於諧波與間諧波分析技術領域，具體涉及一種採用一個主處理器與多個從處理器，把電壓或電流信號實時分解為直流分量與頻率未知的多個諧波或間諧波分量，並獲得每個諧波或間諧波分量的正交分量和幅值的分析方法。
背景技術：
在電氣或電子工程中，經常需要把電壓或電流信號實時分解為直流分量與頻率未知的多個諧波或間諧波分量，並計算直流分量數值以及各個諧波或間諧波分量的幅值。為此，現有技術中提出了幾種分析方法，雖獲得較好效果，但還存在一些不足，例如基於傅立葉變換的分析方法，不能在頻率未知條件下分析諧波與間諧波及直流分 量;基於微分方程形式的針對連續時間信號的分析方法，不能直接應用於計算機系統中；採用無限衝激響應(IIR)算法的分析方法，每次迭代的運行時間可能不相等，難以確定定時採樣周期的數值。採用單處理器的分析方法，隨著諧波或間諧波分量個數的增加，運行時間明顯加長，分析性能顯著下降。
發明內容
本發明的目的是提供一種算法結構相對簡單、運算量相對小、運行時間相對短的諧波與間諧波實時分析方法。為了實現上述目的，本發明提供了一種歸一化主從式諧波與間諧波實時分析方法，採用一個主處理器與N個從處理器執行；其中，主處理器以T秒為採樣周期，定時對被測信號進行採樣和量化並獲得採樣數據，並利用迭代方法獲得直流分量x。；在N個從處理器中，設定正整數K的值，設定NX 2K個頻率的數值為依次遞增且均不大於2 /T的正數en、e12、…、e1(2K)、e21、…、eN(2K)，利用迭代方法獲得nxk個諧波或間諧波分量Xll、x12、…、x1K、x21、…、xNK，NXK個正父分裡Zn、z12、…、z1K、z21、…、zNK和NXK個估計頻率W11、W12>…、W1K> 21、...、WNK，並計算NXK個諧波或間諧波的估計幅值an、a12、...、
^iK、已21、…、已服。作為優選，針對每個採樣數據u[s]，選擇下述第一處理方案和第二處理方案中的一種執行，連續兩次採樣分別執行不同的處理方案；其中0< y〈2Ji/T，0〈Y〈106，正數e不大於量化誤差，從處理器序號n分別取值為1，2，. . .，N ;第一處理方案依次包括以下步驟SlOl :主處理器按式(I)計算直流分量增量Iitl [2]的值，並發送該值到全部從處理器；
權利要求
1.一種歸一化主從式諧波與間諧波實時分析方法，其特徵在於，採用一個主處理器與N個從處理器執行；其中，主處理器以T秒為採樣周期，定時對被測信號進行採樣和量化並獲得採樣數據，並利用迭代方法獲得直流分量Xtl ;在N個從處理器中，設定正整數K的值，設定NX2K個頻率的數值為依次遞增且均不大於2 /T的正數P n、P 12、…、^ 1(2K)、^ 21、…、& N(ao，利用迭代方法獲得NXK個諧波或間諧波分量xn、x12、…、x1K、x21、…、Xm,NXK個正父分裡 Z11、Z12、…、Z1K、Z21、...、Znk 和 NXK 個估計頻率 O 11、O 12、...、O IK、O 21、* * * > ^ NK7並計算NXK個諧波或間諧波的估計幅值an、a12、…、a1K、a21、 、&『
2.根據權利要求1所述的歸一化主從式諧波與間諧波實時分析方法，其特徵在於，針對每個採樣數據u [s]，選擇下述第一處理方案和第二處理方案中的一種執行，連續兩次採樣分別執行不同的處理方案；其中O < 11〈231/1'，0〈￥〈106，正數e不大於量化誤差，從處理器序號n分別取值為1，2,…，N ; 第一處理方案依次包括以下步驟 S101:主處理器按式(I)計算直流分量增量Iitl [2]的值，並發送該值到全部從處理器；
3.根據權利要求2所述的歸一化主從式諧波與間諧波實時分析方法，其特徵在於，具體包括以下步驟 .51:參數設定 主處理器設定採樣周期T、正數y、從處理器個數N的值， 第n個從處理器設定採樣周期T、正數Y和e、正整數K以及2K個遞增的頻率值3nl、3 n2、、3 n(2K); .52:變量初始化主處理器設定直流分量Xq、直流分量增量hQ[I]以及中間變量djlhdjl]、…、dN[l]的初值，設定標誌字初值為執行第一處理方案，依據採樣周期T設置定時間隔並開始定時，第n個從處理器設定諧波或間諧波分量Xnl、Xn2>…、Xbk,正交分量Znl、Zf…、Zhk,估計頻率《nl、COn2,…、COhk，諧波或間諧波分量增量tUlhhjl]、…、Il1Jl],正交分量增量 gnl[l]、gn2[l]、…、gnK[l]和估計頻率增量'I [ I ]、Wn2 [ I ]、***> ^[1]的初值； 53:實時分析 在定時採樣時刻，主處理器獲得採樣數據u[s]後，依據標誌字的值，執行第一處理方案或者執行第二處理方案，獲得直流分量Xtl的值，然後修改標誌字的值為對應另一種處理方案， 從處理器在主處理器的控制下，對應地執行第一處理方案或者第二處理方案規定的操作，第n個從處理器獲得各個諧波或間諧波分量Xnl、Xn2、…、Xhk,正交分量Znl、Zn2、…、Zhk,估計頻率《nl、《 2、…、《nx和估計幅值anl、an2、…、a#的值； 54:循環執行 當採樣周期T定時時間到，返回步驟S3循環執行。
全文摘要
本發明公開了一種歸一化主從式諧波與間諧波實時分析方法，主處理器以T秒為採樣周期，定時對被測信號進行採樣和量化並獲得採樣數據，並利用迭代方法獲得直流分量x0；在N個從處理器中，設定正整數K的值，設定N×2K個頻率的數值為依次遞增且均不大於2π/T的正數β11、β12、…、β1(2K)、β21、…、βN(2K)，利用迭代方法獲得N×K個諧波或間諧波分量x11、x12、…、x1K、x21、…、xNK，N×K個正交分量z11、z12、…、z1K、z21、…、zNK和N×K個估計頻率ω11、ω12、…、ω1K、ω21、…、ωNK，並計算N×K個諧波或間諧波的估計幅值a11、a12、…、a1K、a21、…、aNK。本發明的諧波與間諧波實時分析方法的算法結構相對簡單、運算量相對小、運行時間相對短。
文檔編號G01R23/16GK103018557SQ201210504630
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者儲昭碧, 馮小英, 丁明 申請人:合肥工業大學