窗函數(shù)特性及加窗插值FFT算法的研究.pdf

1、隨著電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的大量應(yīng)用,電力系統(tǒng)諧波污染日益嚴重,從而影響了電能的質(zhì)量,對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行造成極大的影響。因此,對電網(wǎng)中諧波含量進行準確的測量,對于防止諧波危害,維護電網(wǎng)的安全運行是十分必要的。快速傅立葉變換(FFT)易于微機實現(xiàn),所以是電網(wǎng)信號測量的常用方法。然而對非同步采樣序列進行FFT存在柵欄效應(yīng)和泄漏現(xiàn)象,使測量產(chǎn)生誤差,無法滿足準確的諧波測量要求。因此采用加窗插值FFT算法,通過對信號加窗可以消除由泄漏

2、現(xiàn)象引起的誤差,通過插值算法可以減小由柵欄效應(yīng)引起的誤差。為了降低頻譜泄漏,應(yīng)選擇旁瓣峰值小且衰減快的窗函數(shù)。對窗函數(shù)的特性進行比較,本文采用了加3項Exact-Blackman窗和4項Nuttall(Ⅰ)窗的插值FFT算法。
　　本文以加3項Exact-Blackman窗插值FFT算法為例推導出頻率修正系數(shù)和復振幅修正系數(shù)的計算公式。并對加不同窗的插值FFT算法公式相比較,得出結(jié)論:加3項Exact Blackman窗插值FFT

3、算法所需采樣周期最少,所需觀測時間最少,而加4項Nuttall(Ⅰ)窗插值FFT算法的計算公式最簡單,計算量最小。其中,4項Nuttall(Ⅰ)窗的旁瓣衰減速率最大,隨著采樣周期的增加,加4項Nuttall(Ⅰ)窗插值FFT算法所得到的計算精度最高。由于加窗插值FFT算法得出的幅值比是頻率偏移量的N次多項式,同時復振幅的修正系數(shù)中不僅含有頻率偏移量的N次多項式還有三角函數(shù),計算量很大。因此采用三次樣條函數(shù)的有效形式來計算,得出的頻率偏移