[发明专利]频率自适应信号分析方法

权利要求书

1.一种频率自适应信号分析方法，其特征在于，以T秒为采样周期对被测信号进行定时采样和量化得到采样数据；设定交流分量个数N的值，通过迭代直接获得直流分量x₀，通过离散频率估计算法直接获得估计频率ω₁、ω₂、…、ω_N，交流分量x₁、x₂、…、x_N和正交分量z₁、z₂、…、z_N，并计算估计幅值a₁、a₂、…、a_N。

2.根据权利要求1所述的频率自适应信号分析方法，其特征在于，针对被测信号的采样数据u[s]，按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，β₁、β₂、…、β_2N-1、β_2N为依次递增且均不大于2π/T的正数，0＜μ<2π/T，0<γ<10⁶，分母函数b为大于零的二元函数；

第一处理方案依次包括以下步骤：

S101：利用式(1)获得直流分量增量h₀[2]；

e[2]=u[s]-Σm=0N(xm+T·hm[1])h0[2]=μ·e[2]---(1)]]>

S102：令下标n依次取值为1,2,…,N，循环执行式(2)，获得交流分量增量h_n[2]、正交分量增量g_n[2]和估计频率增量w_n[2]；

hn[2]=μ·e[2]+(ωn+T·wn[1])(zn+T·gn[1])gn[2]=-(ωn+T·wn[1])(xn+T·hn[1])wn[2]=γ·μ·e[2]·(zn+T·gn[1])/b((xn+T·hn[1]),(zn+T·gn[1]))---(2)]]>

S103：利用式(3)获得直流分量增量h₀[3]；

e[3]=u[s]-Σm=0N(xm+T·hm[2])h0[3]=μ·e[3]---(3)]]>

S104：令下标n依次取值为1,2,…,N，循环执行式(4)，获得交流分量增量h_n[3]、正交分量增量g_n[3]和估计频率增量w_n[3]；

hn[3]=μ·e[3]+(ωn+T·wn[2])(zn+T·gn[2])gn[3]=-(ωn+T·wn[2])(xn+T·hn[2])wn[3]=γ·μ·e[3]·(zn+T·gn[2])/b((xn+T·hn[2]),(zn+T·gn[2]))---(4)]]>

第二处理方案依次包括以下步骤：

S201：先利用式(5)获得直流分量增量h₀[4]，再依据式(6)对直流分量x₀进行迭代处理；

e[4]=u[s]-Σm=0N(xm+2T·hm[3])h0[4]=μ·e[4]---(5)]]>

x0←x0+T3(h0[4]+2h0[3]+2h0[2]+h0[1])---(6)]]>

S202：令下标n依次取值为1,2,…,N，循环执行式(7)和式(8)；其中，每次循环，先利用式(7)获得交流分量增量h_n[4]、正交分量增量g_n[4]和估计频率增量w_n[4]，再利用式(8)分别对交流分量x_n、正交分量z_n、估计频率ω_n进行迭代处理，并对迭代后的估计频率ω_n进行限幅处理以满足条件β_2n-1≤ω_n＜β_2n；依据迭代后的交流分量x_n和正交分量z_n计算估计幅值a_n的值；

hn[4]=μ·e[4]+(ωn+2T·wn[3])(zn+2T·gn[3])gn[4]=-(ωn+2T·wn[3])(xn+2T·hn[3])wn[4]=γ·μ·e[4]·(zn+2T·gn[3])/b((xn+2T·hn[3]),(zn+2T·gn[3]))---(7)]]>

xn←xn+T3(hn[4]+2hn[3]+2hn[2]+hn[1])zn←zn+T3(gn[4]+2gn[3]+2gn[2]+gn[1])ωn←ωn+T3(wn[4]+2wn[3]+2wn[2]+wn[1])an=xn2+zn2---(8)]]>

S203：依据迭代处理后的直流分量x₀和交流分量x₁、x₂、…、x_N的当前值，利用式(9)获得直流分量增量h₀[1]；

e[1]=u[s]-Σm=0Nxmh0[1]=μ·e[1]---(9)]]>

S204：令下标n依次取值为1,2,…,N，循环执行式(10)，

hn[1]=μ·e[1]+ωn·zngn[1]=-ωn·xnwn[1]=γ·μ·e[1]·zn/b(xn,zn)---(10)]]>

依据迭代处理后的交流分量x_n和正交分量z_n，获得交流分量增量h_n[1]、正交分量增量g_n[1]和估计频率增量w_n[1]。