[发明专利]一种最小二乘拟合动态频率测量方法

摘要

本发明公开一种最小二乘拟合动态频率测量方法，依次包括以下步骤：将电网连续信号通过A/D转换采样，形成等时间间隔离散信号；采用FIR数字滤波器提取较为纯净的基波离散信号并形成采样矩阵；应用二元函数泰勒展开式，提取电网信号中的频率偏差量和频率变化率偏差量，离线计算常系数矩阵；应用最小二乘法，求出含有频率偏差量和频率变化率偏差量的未知参数矩阵；求出该数据窗内每个采样点的动态频率。本发明以多元泰勒级数为基础，建立电网信号测量矩阵方程，并且采用最小二乘法解决方程线性拟合问题，在跟踪频率的同时，还能对频率变化率进行监测，具有精确度高，实时性好和抗干扰性强等特点。

主权项

1.一种最小二乘拟合动态频率测量方法，其特征在于：依次包括以下步骤：(1)设置移动数据窗的时间长度T₀和采样时间间隔△t，将单个移动数据窗的电网连续信号通过A/D转换采样，并将第一个采样点的时间参数置零，从而形成该数据窗内的等时间间隔离散信号；(2)利用FIR数字滤波器对待测离散信号进行工频基波提取；(3)从工频基波提取后的离散信号中提取频率偏差和频率变化量偏差，对该数据窗内的采样点进行二元函数泰勒展开，构建量测状态模型；该模型的矩阵方程为：[A][Y]＝[X][A]为由采样时间间隔△t、采样点序数n和预估频率f₀组成的常系数矩阵，[Y]为含有待求频率参数组成的10×1的矩阵，[X]为该数据窗口内N个采样点组成的N×1的矩阵，(4)利用预估的频率值，离线算出常系数矩阵[A]；(5)应用最小二乘法，按最小平方误差原理进行电网信号曲线拟合，求解步骤(3)中的量测状态矩阵方程，然后得到[Y]；(6)应用公式求取频率偏差量△f的绝对值，频率偏差量的正负可以由公式进行判定；应用公式求取频率变化率偏差量△k；其中，y₁，y₂，y₃，y₄，y₅，y₆依次分别为[Y]中的第1至6列；(7)该数据窗的最后一个采样点的动态频率可以根据该点的采样时间、频率偏差量和频率变化率偏差量求得，即公式f＝f₀+△f+N△k△t；f₀为预估频率，f为实际频率；(8)当n＜M，时间向前推进一个采样时间间隔，数据窗也随之剔除第1个采样点和加入新的采样点，返回步骤(3)，形成新的量测状态矩阵，进行最新采样点动态频率测量流程；n是指采样点序数，M是指采样点的数量；(9)当n≥M，结束测量流程。