[发明专利]一种基于准谐波模型采样算法的交流电阻测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于准谐波模型采样算法的交流电阻测量方法，应用于交流电阻测量设备，所述设备包括：第一信号源、第二信号源、待测阻抗、参考阻抗、电流I-电压V转换器及模拟A/数字D转换器；其中，所述第一信号源的正极与所述参考阻抗的第一端连接，所述第一信号源的负极接地，所述第二信号源的正极与所述待测阻抗的第一端连接，所述第二信号源的负极接地，所述待测阻抗的第二端与所述参考阻抗的第二端连接，所述电流I-电压V转换器的输入端与所述待测阻抗的第二端连接，所述电流I-电压V转换器的输出端与所述模拟A/数字D转换器的输入端连接；所述电流I-电压V转换器用于将所述待测阻抗和所述参考阻抗之间的偏差电流转换为偏差电压，所述模拟A/数字D转换器用于将所述偏差电压转换为数字电压信号；其特征在于，所述方法包括：

调节所述第二信号源的输出电压，以使所述偏差电流趋近于零；

获取所述数字电压信号；

基于希尔伯特变换将所述数字电压信号转换为同相-正交信号；

根据所述同相-正交信号建立准谐波模型；

根据所述准谐波模型确定所述同相-正交信号的频率和复幅度；

根据所述同相-正交信号的频率和复幅度确定所述第二信号源的输出电压；

根据所述第二信号源的输出电压、所述第一信号源的输出电压及所述参考阻抗确定所述待测阻抗的阻值和时间常数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于希尔伯特变换将所述数字电压信号转换为同相-正交信号，包括：

对所述数字电压信号u(t)进行希尔伯特变换，得到所述数字电压信号的希尔伯特变换结果v(t)；v(t)的表达式为：

其中，H[-]表示希尔伯特变换运算，*表示卷积运算，t表示时间，τ表示待测阻抗的时间常数；

所述同相-正交信号x(t)的表达式为：

x(t)＝u(t)+iv(t)＝A(t)e^-jφ(t)；

其中，A(t)为希尔伯特变换的包络，φ(t)为瞬时相位信息，且

u(t)的瞬时频率f_u(t)的表达式为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述同相-正交信号建立准谐波模型，包括：

将x(t)由K个正弦频谱分量构成表示：

其中，f_k表示第k个频谱分量的频率，c_k表示第k个频谱分量的复幅度，w(t)为窗函数；

采用具有时变特性的准谐波正弦信号等效x(t)，建立所述准谐波模型

其中，a_k是第k个准谐波分量的复幅度，b_k是第k个准谐波分量的复斜率，为频率初始值，δ_fk为频率误差，则

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述准谐波模型确定所述同相-正交信号的频率和复幅度，包括：

步骤S1，计算所述准谐波模型参数估计结果{a_k,b_k},k＝1,L,K，确定δ_fk值；

步骤S2，对的值进行更新；

步骤S3，通过最小二乘迭代，计算新的准谐波模型参数估计结果{a_k,b_k},k＝1,L,K；

步骤S4，重复步骤S1至S3，直到参数估计结果的精度达到预设要求或已重复预设次数；

步骤S5，根据当前的{a_k,b_k},k＝1,L,K、及确定f_k和c_k。