[发明专利]一种用于变频器数据傅立叶变换处理的位倒序方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别是涉及信号的FFT(快速傅立叶变换)处理领域。

背景技术

在电力、电子、图像、声音以及视频处理等应用领域中，对时域信号进行采集后，为了得到信号的频谱，通常都要进行FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)，从而能有针对性地对信号进行频谱分析、数字滤波、谐波分析等数据处理和信号本质分析。而在快速傅立叶变换的各种算法中，“位倒序”都是首要且必要的步骤，即对输入信号经过采集前置处理和模数转换后的信号进行按位取反排序，为FFT运算中的蝶形运算提供初始化，因此“位倒序算法”具有非常广泛的应用领域和实际意义。

经查询和实际研究，现有变频器数据傅立叶变换处理时其FFT算法中的“位倒序算法”在通用性这一点上相对缺乏：在中国专利局文献查询中尚未有类似算法提出；在国内外参考文献中，尚未查询到基于位倒序通用算法这一部分的文献；在国内，位倒序的实现上主要是针对已知信号的采样点数，然后依此而按位进行固定的位倒序程序，一旦更换采样点数，位倒序程序需要修改，存在一定被动性；在国外，TI等DSP芯片生产商中有提供如128、256、512等采样点数的位倒序函数模块的调用说明，但是并未给出通用的位倒序算法。

因此通用位倒序算法具有更广泛的实际意义，在语言的实现上具有更大意义的通用性和更强的逻辑实现性，在变频器产品开发及其系列化产品研发中具有很强的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于变频器数据傅立叶变换处理的位倒序方法，本方法应用面广，可降低开发成本。

本发明所采用的技术方案：一种用于变频器数据傅立叶变换处理的位倒序方法包括以下步骤：

S1)根据下述式(1)～(4)确定位倒序输出的循环体：

A(j)＝x(t)               (1)，

A(j+1)＝x(t+2N/4)        (2)，

A(j+2)＝x(t+N/4)         (3)，

A(j+3)＝x(t+3N/4)        (4)，

其中A(j)为位倒序后的输出结果，j为输出结果的序号；x(t)为位倒序前输入的实际变频器某一具体数据的采样序列，t为该采样序列的序号；

S2)根据S1)确定的循环体，按第一次循环的初始值j_初值＝0，进入下一次循环的进阶j_初值＝j_初值+4，循环条件(j_末值+1)＜N/2完成位倒序过程，其中N为采样数据的采样点数，j_末值表示每次循环结束时j的值；

S3)根据S2)得到的A(0)～A(N/2-1)的位倒序取值，根据A(j+N/2)＝A(j)+1依次得到A(N/2)～A(N-1)的位倒序取值。

本发明具有以下优势：

优势一、降低了开发成本，人力成本和硬件、软件资源成本，特别是人力成本。采用本发明的算法后，因为比较通用，所以在开发类似变频器产品时在需要更改采样点时，因为更改灵活和便捷，可以降低对芯片存储资源，运算速率的依赖，不必另外专门安排开发人员对位倒序函数进行修改，降低开发周期，从而节约了开发人力成本。

优势二、提高开发效率和同类系列化产品的可移植性。开发效率主要是代码修改和测试工作量减少，通过对比不同采样点情况的信号频谱和系统整体性能，为产品的高质量建立了基础；可移植性主要是开发同类其他产品及其系列化产品可以通过少量更改获取较好的特性，通用性比较强；另外对语言的依赖性也得到消除。

优势三、实际可应用性广。在变频器产品应用，甚至譬如西门子高性能变频器的Flying-start(运行)功能测试和开发过程中对转速进行更改和准确检测中，也可以进行应用。除此以外，数字电源、风光互补数字控制、太阳能光伏控制等领域均可应用。

附图说明

图1是本发明涉及的树形规律图。

图2本发明实现的流程图。

图3是本发明算法实现所在的硬件框图。

具体实施方式

本专利算法中，结合实际开发的高性能矢量变频器系列产品，在改变被检测信号(如变频器输出两相电流)采样点数情况下，可以快速高效地实现“位倒序”功能，为FFT具体算法和信号分析提供良好的基础，从而提高了变频器产品开发效率，能更加透彻分析变频器采样信号的频谱特征和选取最佳采样点数，同时具有良好的可移植性。