[发明专利]信号的有效值计算方法、装置

说明书

本发明提供一种信号的有效值计算方法、装置，其中，信号为周期性交变信号，所述方法包括以下步骤：采用滑窗算法以预设采样频率对信号进行采样；获取信号的当前频率，并根据当前频率和预设采样频率计算预设采样点数；根据预设采样点数和前一窗口的采样点数对当前窗口的大小进行调整；获取调整后窗口中的采样数据，根据采样数据和预设采样点数计算信号的有效值。本发明通过获取信号的频率，并在频率变化时采用可变窗口的滑窗采集数据计算有效值，从而可以提高频率变化时信号有效值的精度和平滑性。

技术领域

本发明涉及信号采样技术领域，具体涉及一种信号的有效值计算方法、信号的有效值计算装置和一种计算机设备。

背景技术

在数字化发展迅猛的今天，数值计算广泛应用于计算机，嵌入式等系统，其中有效值是用来衡量交变量热效应的等价值，常作为保护的门限值，所以其数值的正确性非常重要。正弦信号的有效值有固定的计算公式，而非正弦信号一般使用周期内的均方根值表示。为了计算有效值一般先采集信号，计算平方、累加，并在数据长度等于周期点时计算均方根值，此为跳窗的方法，因为每个周期计算一次有效值，计算结果容易出现波动。

相关技术中，虽然有滑窗算法，但为定频滑窗，即每过一个信元时间窗口向前滑动一次。该算法在信号为定频时，计算结果平滑且；而当信号频率变化时，由于窗口大小不变，窗口中的采样点数会发生变化，频率变大，窗口中的采样点数变多，频率变小，窗口中的采样点数变少，从而导致有效值的计算不准确，有效值结果出现波动，而信号的真实有效值并未变化。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，本发明的第一个目的在于提供一种信号的有效值计算方法，能够通过获取信号的频率，并在频率变化时采用可变窗口的滑窗采集数据计算有效值，从而可以提高频率变化时信号有效值的精度和平滑性。

本发明的第二个目的在于提出了一种信号的有效值计算装置。

本发明的第三个目的在于提出了一种计算机设备。

本发明采用的技术方案如下：

为达到上述目的，本发明的第一方面实施例提出了一种信号的有效值计算方法，所述信号为周期性交变信号，所述方法包括以下步骤：采用滑窗算法以预设采样频率对所述信号进行采样；获取所述信号的当前频率，并根据所述当前频率和所述预设采样频率计算预设采样点数；根据所述预设采样点数和前一窗口的采样点数对当前窗口的大小进行调整；获取调整后窗口中的采样数据，根据所述采样数据和所述预设采样点数计算所述信号的有效值。

根据本发明的一个实施例，根据以下公式(1)计算所述预设采样点数：N＝Fs/F(1)；其中，N为所述预设采样点数，Fs为所述预设采样频率，F为所述信号的当前频率。

根据本发明的一个实施例，根据所述预设采样点数和前一窗口的采样点数对当前窗口的大小进行调整，包括：如果所述前一窗口的采样点数等于所述预设采样点数，则保持所述当前窗口大小不变；如果所述前一窗口的采样点数小于所述预设采样点数，则调整所述当前窗口变大，以使当前窗口采样点数等于所述预设采样点数；如果所述前一窗口的采样点数大于所述预设采样点数，则调整所述窗口变小，以使当前窗口采样点数等于所述预设采样点数。

根据本发明的一个实施例，窗口时间为所述信号周期的整数倍。

为达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出了一种信号的有效值计算装置，所述信号为周期性交变信号，所述装置包括：采样模块，所述采样模块用于采用滑窗算法以预设采样频率对所述信号进行采样；获取模块，所述获取模块用于获取所述信号的当前频率，并根据所述当前频率和所述预设采样频率计算预设采样点数；调整模块，所述调整模块用于根据所述预设采样点数和前一窗口的采样点数对当前窗口的大小进行调整；计算模块，所述计算模块用于获取调整后窗口中的采样数据，根据所述采样数据和所述预设采样点数计算所述信号的有效值。