[发明专利]主从式多处理器实时信号分析方法

权利要求书

1.一种主从式多处理器实时信号分析方法，其特征在于，采用一个主处理器与N个从处理器执行；其中，主处理器以T秒为采样周期，定时对被测信号进行采样并获得采样数据，并利用迭代方法获得直流分量x₀；在N个从处理器中，设定正整数K的值，设定N×K个频率的数值为依次递增且均不大于2π/T的正数ω₁₁、ω₁₂、…、ω_1K、ω₂₁、…、ω_NK，利用迭代方法获得N×K个交流分量x₁₁、x₁₂、…、x_1K、x₂₁、…、x_NK，N×K个正交分量z₁₁、z₁₂、…、z_1K、z₂₁、…、z_NK，并计算N×K个估计幅值a₁₁、a₁₂、…、a_1K、a₂₁、…、a_NK。

2.根据权利要求1所述的主从式多处理器实时信号分析方法，其特征在于，针对所述被测信号的每个采样数据u[s]，按照下述第一处理方案和第二处理方案中的一种执行，连续的两个采样数据分别执行不同的处理方案；其中μ为不大于2π/T的正数，从处理器序号n分别取值为1,2，…,N；

第一处理方案依次包括以下步骤：

S101：主处理器按式(1)计算直流分量增量h₀[2]的值，并发送该值到全部从处理器；

h0[2]=μ(u[s]-(x0+T·h0[1])-Σn=1Ndn[1])---(1)]]>

第n个从处理器获得直流分量增量h₀[2]的值，把中间变量d_n[2]清零后，令k分别取值为1,2，…,K，循环执行式(2)，依次得到交流分量增量h_nk[2]、正交分量增量g_nk[2]和d_n[2]的值；

hnk[2]=h0[2]+ωnk·(znk+T·gnk[1])gnk[2]=-ωnk·(xnk+T·hnk[1])dn[2]←dn[2]+(xnk+T·hnk[2])---(2)]]>

S102：主处理器读取中间变量d₁[2]、d₂[2]、…、d_N[2]的值；

S103：主处理器按式(3)计算直流分量增量h₀[3]的值，并发送该值到全部从处理器；

h0[3]=μ(u[s]-(x0+T·h0[2])-Σn=1Ndn[2])---(3)]]>

第n个从处理器获得直流分量增量h₀[3]的值，把中间变量d_n[3]清零后，令k分别取值为1,2，…,K，循环执行式(4)，依次得到交流分量增量h_nk[3]、正交分量增量g_nk[3]和d_n[3]的值；

hnk[3]=h0[3]+ωnk·(znk+T·gnk[2])gnk[3]=-ωnk·(xnk+T·hnk[2])dn[3]←dn[3]+(xnk+2T·hnk[3])---(4)]]>

S104：主处理器读取中间变量d₁[3]、d₂[3]、…、d_N[3]的值；

第二处理方案依次包括以下步骤：

S201：主处理器按式(5)先计算直流分量增量h₀[4]的值，再进行迭代获得直流分量x₀的值，并发送该值到全部从处理器；

h0(4)=μ(u[s]-(x0+2T·h0[3])-Σn=1Ndn[3])x0←x0+T3(h0[4]+2h0[3]+2h0[2]+h0[1])---(5)]]>

第n个从处理器获得直流分量增量h₀[4]的值，把中间变量d_n[4]清零，令k分别取值为1,2，…,K，循环执行式(6)，先计算交流分量增量h_nk[4]和正交分量增量g_nk[4]的值，再进行迭代获得交流分量x_nk、正交分量z_nk和d_n[4]的值，依据迭代后的交流分量x_nk和正交分量z_nk计算得到估计幅值a_nk的值；

hnk[4]=h0[4]+ωnk·(znk+2T·gnk[3])gnk[4]=-ωnk·(xnk+2T·hnk[3])xnk←xnk+T3(hnk[4]+2hnk[3]+2hnk[2]+hnk[1])znk←znk+T3(gnk[4]+2gnk[3]+2gnk[2]+gnk[1])dn[4]←dn[4]+xnkank=xnk2+znk2---(6)]]>

S202：主处理器读取中间变量d₁[4]、d₂[4]、…、d_N[4]的值；

S203：主处理器按式(7)计算直流分量增量h₀[1]的值，并发送该值到全部从处理器；

h0[1]=μ(u[s]-x0-Σn=1Ndn[4])---(7)]]>

第n个从处理器获得直流分量增量h₀[1]的值，把中间变量d_n[1]清零后，令k分别取值为1,2，…,K，循环执行式(8)，依次获得交流分量增量h_nk[1]、正交分量增量g_nk[1]和d_n[1]的值；

hnk[1]=h0[1]+ωnk·znkgnk[1]=-ωnk·xnkdn[1]←dn[1]+(xnk+T·hnk[1])---(8)]]>

S204：主处理器读取中间变量d₁[1]、d₂[1]、…、d_N[1]的值。

3.根据权利要求2所述的主从式多处理器实时信号分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：参数设定：

主处理器设定采样周期T、正数μ、从处理器个数N的值，

第n个从处理器设定采样周期T、频率个数K、递增的频率数值ω_n1、ω_n2、…、ω_nK；

S2：变量初始化：

主处理器设定直流分量x₀、直流分量增量h₀[1]以及中间变量d₁[1]、d₂[1]、…、d_N[1]的初值，设定标志字初值为执行第一处理方案，依据采样周期T设置定时间隔并开始定时，

第n个从处理器设定交流分量x_n1、x_n2、…、x_nK，正交分量z_n1、z_n2、…、z_nK，交流分量增量h_n1[1]、h_n2[1]、…、h_nK[1]和正交分量增量g_n1[1]、g_n2[1]、…、g_nK[1]的初值；

S3：实时分析：

在定时采样时刻，主处理器获得采样数据u[s]后，依据标志字的值，执行第一处理方案或者执行第二处理方案，获得直流分量x₀的值，然后修改标志字的值为对应另一种处理方案，

第n个从处理器在主处理器的控制下，对应地执行第一处理方案或者第二处理方案规定的操作，获得各个交流分量x_n1、x_n2、…、x_nK、正交分量z_n1、z_n2、…、z_nK、估计幅值a_n1、a_n2、…、a_nK的值；

S4：循环执行：

当采样周期T定时时间到，返回步骤S3循环执行。