[发明专利]一种递推离散傅里叶变换工程处理方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，更具体地说，涉及一种递推离散傅里叶变换工程处理方法和系统。

背景技术

在计算机周期信号处理中，全波傅里叶算法是常用的信号处理方法，对于每周期的N点采样点来说，一次全波傅里叶算法需要2N次乘法和2(N-1)次的加法，由于该种算法的运算次数会随着信号种类数目、谐波数目和每周期采样点数N的增加而显著增加，故对进行运算的CPU提出了更高的要求，从而增加了运算系统的成本。

鉴于所述全波傅里叶算法的技术缺陷，递推算法的运用大大降低了对运算芯片的性能要求，使得运算系统的成本降低。

然而，现有的此种递推算法却在工程应用中存在有以下缺陷，由于递推算法的离散采样频率和实际频率实际上会产生误差，该误差对单个采样点而言不会造成信号波动，而应用在工程中则由于该误差不会缩小，以公式作为说明：设实际频率为f，采样频率为f1，相幅A、相位θ相同，有如下公式：

Δ(x)＝A(sin(2∏f1x+θ)-A(sin(2∏fx+θ)

Δ(x)＝2Acos(∏(f+f1)x+θ)sin(∏(f1-f)x)

有：

-2Asin(∏(f1-f)x)＜＝Δ(x)＜＝2Asin(∏(f1-f)x)

从上式可以看出，式中的Δ(x)会以最大2倍相幅，以频率|f1-f|周期变化。而不断累积造成了长周期(半个小时以上)信号的大幅度波动，并且，所述递推算法的计算结果在工程应用上，计算结果输出的及时性不能满足某些信号处理场合的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种递推离散傅里叶变换工程处理方法和系统，反复使用全波傅里叶算法结果校正递推算法的结果，以实现校正递推算法的结果而消除长周期的大幅度信号波动，并且，采用半波递推算法有效加快所述递推离散傅里叶变换的运算速度。

一种递推离散傅里叶变换工程处理方法，包括：

在主循环中，按照全波离散傅里叶变换算法计算得出第一矢量；

在该主循环的后续采样中断中，以所述第一矢量为初值进行递推离散傅里叶变换计算，得到第二矢量；

利用所述第一矢量覆盖所述第二矢量。

上述实施方式由于在主循环中利用全波离散傅里叶变换算法校正并且覆盖所述采样中断中递推傅里叶变换算法计算出的矢量，保证了所述递推离散傅里叶变换算法中存在的误差不会长时间累积，从而解决了所述误差累积造成的信号大幅度波动的问题。

优选地，以所述第一矢量为初值进行递推离散傅里叶变换计算，得到第二矢量具体为：

在所述采样中断中，将分别获取的模数AD通道中的采样值的点和比较点的值相减求差，得到差值，所述比较点在所述采样点的前一周期处；

将所述差值结合获取的正余弦指针进行递推离散傅里叶变换运算，得到第三矢量，所述第三矢量为一周期内信号的增量矢量；

将所述第三矢量的二倍与所述第一矢量相加，得到所述第二矢量。

该实施方式在前半周期内，根据当前采样结果，采用半波递推运算，在半个周期内算出了递推运算的结果，整体上加快了所述递推离散傅里叶变换的运算速度，增强了递推算法在工程应用中信号处理的及时性。

优选地，所述算法还包括：在进行所述递推离散傅里叶运算时进行半波补偿，具体为：

利用获取的半波补偿点的值与所述差值相减，进行半波补偿，所述半波补偿点在所述采样点的前半个周期处。

本实施方式，利用所述半波补偿点对所述递推算法的结果进行补偿，从而确保了所述半波递推算法的正确性。

优选地，所述按照全波离散傅里叶变换算法计算出第一矢量，具体为：

在主循环中，对该周期内采集的采样点进行全波离散傅里叶变换计算。

优选地，所述算法还包括：在采样中断中，对获取的采样点、比较点、半波补偿点和正余弦指针进行迁移，并将迁移后的AD通道的采样点的值和比较点的值相减求差，得到所述差值。

优选地，所述算法还包括程序预处理，包括：

在主循环中，根据采样设计要求，生成相应的正余弦表；

对进行采样的缓冲区进行初值设定；

对获取的所述采样点、所述比较点、所述半波补偿点和所述正余弦指针赋初值。

本实施方式，是在本发明中的初始化模块中进行程序的预处理及相关参变量赋初值。

优选地，还包括：在频率中断中，获取用于在所述AD通道中进行采样的采样频率。

一种递推离散傅里叶变换系统，包括：