[发明专利]主从式多处理器实时信号分析方法

说明书

技术领域

本发明属于信号分析技术领域，具体涉及一种采用一个主处理器与多个从处理器，把信号实时分解为直流分量与指定频率的多个交流分量，并获得每个交流分量的正交分量和幅值的信号分析方法。 

背景技术

在工程中，经常需要把电压、电流、声音、振动等信号实时分解为直流分量与指定频率的多个交流分量，并计算直流分量的数值与各个交流分量的幅值，例如电力系统的谐波与间谐波分析以及机械振动的振动分量分析等。 

为此，现有技术中已经提出了几种信号分析方法，虽获得较好效果，但还存在一些不足，例如： 

采用单处理器的信号分析方法，受处理器运算速度限制，数据处理时间和采样周期长，交流分量个数受限，实时分析性能难以提高； 

基于递推傅里叶变换的信号分析方法，需要保存一个完整周期内的全部采样数据，并且需要计算正弦函数和余弦函数； 

基于微分方程形式的针对连续时间信号的信号分析方法，不能直接应用于计算机系统中。 

采用一阶无限冲激响应（IIR）算法的方法，每次迭代的运行时间可能不相等，难以确定定时采样周期的数值。 

发明内容

本发明的目的是提供一种算法结构相对简单、运算量相对小、运行时间相对短的信号分析方法。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种主从式多处理器实时信号分析方法，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。 

作为优选，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)]]>