[发明专利]一种基于三点异步采样的实时波形重构方法

说明书

本发明提出了一种基于三点异步采样的实时波形重构方法，包括以下步骤：以一固定的采样频率对信号进行等间隔采样；通过数字滤波器滤除基波以外的频率分量；选取滤波处理后的三个采样点计算波形重构参数；利用该参数对原始采样序列进行软件重采样，实时改变时域采样位置，得到一个同步采样序列，重构信号波形。本发明方法能够避免采样不完全同步造成的误差，实时性高，计算方便，易于实现。

技术领域

本发明涉及电力系统信号处理领域，具体涉及一种基于三点异步采样的实时波形重构方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，大量非线性设备在电力系统中投入使用，导致电能质量下降。实时波形数据的获取，对了解电力系统的实际情况从而提高电能质量具有十分重要的意义。

获取实时波形数据通常需要对连续波形进行采样，将模拟信号转换成离散的数字序列，才能通过数字信号处理获得相关信息。为了维持采样的同步，现有技术通常根据信号频率的变化实时调整采样周期的长短，主要包括软件同步和硬件同步两种方式。

由于电力系统的频率是实时变化的，而采样周期是根据之前的波形数据确定的，存在一定的滞后性。同时通过定时器中断的方式调整采样周期时，由于受定时器最小分辨率的限制，实际计算的定时值不一定是整数，采样周期存在一定的量化误差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于三点异步采样的实时波形重构方法，通过该方法能够解决实时波形数据获取的同步误差问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于三点异步采样的实时波形重构方法，包括以下步骤：

(1)以一固定频率对信号进行等间隔采样，将采样点另存为原始采样样本。

(2)将采样信号通过数字滤波器滤除基波以外的分量。

(3)从滤波处理后的采样信号中取三个采样点计算波形重构参数。

(4)根据参数对原始的非同采样序列进行软件重采样，改变时域采样位置，得到一个同步采样序列，重构信号的实时波形。

所述的方法，步骤(2)中的数字滤波器为带通FIR滤波器。

所述的方法，步骤(3)中波形重构参数为信号实际频率与参考频率的比值。

所述的方法，步骤(3)中计算波形重构参数包括：

选取三个间隔为的采样值、、，其中为一个周期的采样点数，；

确定波形重构参数，其中，。

所述的方法，步骤(4)中的软件重采样通过三个非同步采样点、、计算每个同步采样数据()，实现实时波形重构，其中，INT[ ]为取整算子，具体包括：

两个采样序列取相同的起始点，重构波形的第个数据点与对应的第个非同步采样点之间的时间间隔为，其中为固定的非同步采样周期，为根据信号实际频率得到的同步采样周期，该时间间隔与固定的非同步采样周期之间的比值。

通过抛物插值的方法确定三个非同步采样点的加权系数：

，，。

确定重构的同步采样数据值：。

本发明的有益效果：避免了采样不完全同步造成的误差，不需要改变采样频率，无需较长的采样序列，能够快速准确地获得实时的同步采样数据，便于在频率时刻变化的电力系统中对电力信号进行实时分析，从而更加准确地了解电力系统的实际情况。

附图说明

图1为本发明中实现基于三点异步采样的实时波形重构方法的流程图。

具体实施方式