[发明专利]一种自适应谐波分析系统及其分析方法

权利要求书

1.一种自适应谐波分析方法，基于自适应谐波分析系统，自适应谐波分析系统包括AD转换器，所述AD转换器的输出端连接数据缓冲区的输入端，所述数据缓冲区的输出端连接频谱分析单元，所述频谱分析单元输出信号的频谱，所述频谱分析单元的输出端分别连接基波频率估算单元和频谱泄漏估算单元的输入端，所述基波频率估算单元的输出端连接脉冲频率粗选单元的输入端，所述脉冲频率粗选单元的输出端连接可编程脉冲发生器的输入端；所述频谱泄漏估算单元的输出端连接脉冲频率细调单元的输入端，所述脉冲频率细调单元的输出端连接可编程脉冲发生器的输入端，所述可编程脉冲发生器的输出端连接AD转换器的输入端；其特征在于，对输入的模拟电压信号进行谐波分析获得电压信号的频谱，

根据频谱中基波谱线位置对信号采样率进行粗选，若经过粗选后基波谱线位置移到期望基波所处谱线位置时，则再根据频谱泄漏对信号采样率进行细调，脉冲频率细调单元对脉冲发生器进行编程设置，系统在调整采样周期控制下完成新一轮信号采样、分析，根据分析结果再次进行采样周期的调节，以保证系统对信号的自适应同步采样能力；所述细调的方法为：

1)在已知信号基波谱线位置的条件下，频谱泄漏估算单元扫描整个频谱，累加除直流分量、基波分量、谐波分量外的所有谱线幅值，获得到频谱总能量泄漏；

2)脉冲频率细调单元根据连续采样、分析所得频谱泄漏对脉冲发生器输出信号频率进行细调：

其中，ΔT_k为采样脉冲周期的第k次调整量，ΔT_k-1为采样脉冲周期的第k-1次调整量，T_k为第k次调整后的采样脉冲周期，D_k为第k次检测的频谱泄漏，D_k-1为k-1次检测的频谱泄漏，α为调整系数，sign(·)为符号函数。

2.根据权利要求1所述的一种自适应谐波分析方法，其特征在于，所述频谱分析采用快速傅立叶变换算法。

3.根据权利要求1所述的一种自适应谐波分析方法，其特征在于，所述粗选的方法为：根据频谱中基波所处谱线序号i选择信号采样率：

其中，f_s^*为期望采样频率，f_s为信号采样频率，i为基波谱线序号，m为期望基波所处谱线序号，f_smax为AD转换器最高采样频率，int(·)为取整函数。

4.根据权利要求1所述的一种自适应谐波分析方法，其特征在于，所述频谱总能量泄漏表示为：

D＝∑P_j，其中j为正整数，j∈(0,64]，且j≠l×m,l＝0,1,2...；

其中，D为总频谱泄漏，P_j为第j条谱线幅值，m为期望基波所处谱线序号，l为谐波次数。

5.根据权利要求1所述的一种自适应谐波分析方法，其特征在于，所述符号函数：