基于Adams算法的频率自适应谐波间谐波分析方法_3

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的得到校正值为相应的直流分量、各交流的 正弦分量、余弦分量和估计频率的值,即
[0107] S106、依据校正处理后的直流分量UQ、正弦分量SUl、SU2、…、SUN、余弦分量CU1、 CU2、…、CUN、估计频率f 1、f 2、…、f N的值,令j = 1,e = Ο,利用式⑴更新直流分量校正值增量 X0[l],令下标η分别取值为1,2,···,Ν,循环执行式(2),分别更新正弦分量校正值增量&[1]、 余弦分量校正值增量y n[ 1 ]、估计频率校正值增量Ζη[ 1 ];
[0108] S107、利用式(7)获得存档用直流分量校正值增量f〇[m],令下标η分别取值为1, 2,···,Ν,循环执行式(8),分别获得存档用正弦分量校正值增量sufn[m]、余弦分量校正值增 量cufn[m]、估计频率校正值增量ω fn[m];
[0111]其中,m从1开始,在前8个采样周期时间内的采样时刻2T,4T,6T,8T时分别获得1组 存档用校正值增量数据,m的值依次加1,分别为1、2、3、4,共获得4组校正值增量数据和8Τ时 刻校正处理后获得的直流分量UQ、正弦分量SUl、SU2、…、SUN、余弦分量CUl、CU2、…、CUN的值 作为算法第二阶段的初始值;
[0? 12] S108、输出数据:依据校正处理后的直流分量UQ、正弦分量SU1、SU2、···、SUN、余弦分 量cm、cu2、…、CUN、估计频率fhfy'fN的值,利用式(9)将直流分量输出保存至u〇[m]、令 下标η分别取值为1,2,···,Ν,循环执行式(10),
[0115] 将各交流成分的谐波或间谐波正弦分量、谐波或间谐波余弦分量、估计频率、估计 幅值和相角依次输出保存至sun[m]、cu n[m]、fn[m]、dn[m]和θη[ηι]。
[0116] 算法的第一阶段完成后,接着执行第二阶段,此时,读取离散时间序列中的第k(k >8)个数据,作为当前处理的采样数据us,依次执行以下步骤:
[0117] S201、依据校正处理后获得的直流分量uo,直流分量校正值增量fQ[l]、fQ[2]、f 0 [3]、f〇[4],利用式(11 )获得直流分量预估值.,.依据正弦分量SU1、SU2、…、SUN和正弦分量 校正值增量sufi[l]、sufi[2]、sufi[3]、sufi[4],…,sufN[l ]、sufN[2]、sufN[3]、sufN[4],余 弦分量CU1、CU2、…、CUN和余弦分量校正值增量cufi[l]、cufi[2]、cufi[3]、cufi[4],…,cufN [1 ]、cufN[2]、cufN[3]、cufN[4],估计频率fi、f2、…、fN,估计频率校正值增量 ω 负[1 ]、ω [2]、ωΜ3]、ωΜ4],···,ω?·Ν[1]、ω?·Ν[2]、ω?·Ν[3]、ω?· Ν[4],令n分别取值为 1,2,···,Ν,循 环执行式(12),获得正弦分量预估值?丨、余弦分量预估值〇<、估计频率预估值;

[0120] S202、依据直流分量预估值喊,利用式(13)获得直流分量校正值增量#,运用正 弦分量预估值<、《4、…、余弦分量预估值GMf、_f、·,·、βΜ:|,.估计频率预估 值/Λ、…7,令η分别取值为1,2,"_,1循环执行式(14),
[0123] 获得正弦分量校正值增量册/Γ、余弦分量校正值增量⑶乂"、估计频率校正值增量 (〇f:;
[0124] S203、依据校正处理后获得的直流分量uo、直流分量校正值增量f〇[ 2 ]、f〇[ 3 ]、fo [4 ]、#,依据式(15)对直流分量UQ进行校正处理,获得直流分量校正值:;
[0125] 正弦分量sui、SU2、…、sun和正弦分量校正值增量sufi[2]、sufi[3]、sufi[4],…, sufN[2]、sufN[3]、sufN[4]、《(//,余弦分量CUl、CU2、···、CUN和余弦分量校正值增量cufl[2]、 cufl[3]、cufi[4],···,cufN[2]、cufN[3]、cufN[4]、《(//,估计频率 fi、f2、…、fN,估计频率校正 值增量 ω M2]、ω f\[3]、ω f\[4],…,ω M2]、ω M3]、ω M4]、?纪、~,?#,令 下标η分别取值为1,2, ···,Ν,循环执行式(16),先对正弦分量sun、余弦分量cun、估计频率fn 进行校正处理;分别获得正弦分量校正值《<,余弦分量校正值和估计频率校正值# 并对校正后的估计频率./:进行限幅处理以满足条件《y'/丨 ;
[0128] S204、按照式(17)和(18),令步骤S203中的得到校正值为相应的直流分量、各交流 的正弦分量、余弦分量和估计频率的值,即
[0131] S205、更新校正值增量,取i分别取值为2,3,4执行式(19)更新直流分量校正值增 量&[1]、&[2]、&[3];当1分别取值为2,3,4时,令下标11分别取值为1,2,一,1循环执行式 (20)更新正弦分量校正值增量sufi[l]、sufi[2]、sufi[3],···,sufN[l]、sufN[2]、sufN[3],以 及余弦分量校正值增量cufi[l]、cufi[2]、cufi[3],···,CUfN[l]、CUfN[2]、CUfN[3],以及估计 频率校正值增量ωΜΙΚωΜ〗]、ωΜ3],···,ω?· Ν[1]、ωΜ2]、cofN[3];
[0134]按式(21)更新直流分量校正值增量fo[4],令下标η分别取值为1,2,···,Ν,循环执 行式(22)更新正弦分量校正值增量sufi[4]、suf2[4],···,sufN[4],余弦分量校正值增量 cufi[4]、cuf2[4],…,cufN[4]和估计频率校正值增量 ω ??]、ω f2[4],…,ω fN[4];
[0137] S206、输出数据:依据校正处理后的直流分量UQ、正弦分量SU1、SU2、···、sun、余弦分 量cm、CU2、…、CUN、估计频率f i、f2、…、fN的值,利用式(23)将直流分量输出保存至uo[m]、令 下标η分别取值为1,2,···,Ν,循环执行式(24),将各交流成分的电压谐波或间谐波正弦分 量、电压谐波或间谐波余弦分量、估计频率、估计幅值和相角依次输出保存至su n[m]、cun [m]、fn[m]、dn[m]和9n[m];
[0140]算法第一阶段后,m的值为4,此处m从5开始,每次输出保存后加1。
[0141] 在执行第一阶段和第二阶段的相关步骤时,依据预估一校正处理后的直流分量 U0、正弦分量SU1、SU2、…、SUN、余弦分量CU1、CU2、…、CUN,计算谐波或间谐波的估计频率、估 计幅值和相角。为分析算法结果,将直流分量、正弦分量、余弦分量、谐波或间谐波的估计频 率、估计幅值和相角保存到输出系列的第m个位置,然后把位置号m增加1。
[0142] 在循环控制步骤中,先把位置号k增加1,再依据位置号k和离散时间序列中数据的 组数K的值判断是否返回执行数据预估一校正处理步骤。若k < K,返回执行数据预估一校正 处理步骤;若k>K,表示离散时间序列中所有采样数据都已处理完毕,应该终止运行,结束 离线分析过程。
[0143] 实施例2
[0144] 如图2和图3所示,为本发明实施例2的基于Adams算法的频率自适应谐波间谐波分 析方法的流程示意图,实施例2的基于Adams算法的频率自适应谐波间谐波分析方法为在线 分析实施方式,特点是一边采样一边分析计算,即每采样一组数据,就进行一次分析计算; 适用于需要对被测信号的每个采样数据都进行实时分析处理的情况。
[0145] 实施例2的基于Adams算法的频率自适应谐波间谐波分析方法包括主程序和定时 中断服务程序。
[0146] 图2所示的主程序包括初始化步骤和主循环步骤。在初始化步骤中,首先设定参数 Τ、Ν、αι、α2、···、CX2N-1、Cl2N、V、r、d的值;设定直流分量UQ、正弦分量SUl、SU2、…、SUN、余弦分量 CU1、CU2、…、CUN、估计频率fl、f2、…、ft的初值;接着设定直流分量校正值增量XQ [ 1 ],正弦分 量校正值增量11[1]、12[1]、'"、1〃[1]、余弦分量校正值增量71[1]、72[1]、'"、5^[1]、估计频 率校正值增量 Z1[1]、Z2[1]、…、ZN[1]的初值;设定当前要采集的数据在离散时间序列中的 位置号k为1,设定当前校正处理后的数据在输出序列中的位置号m为1;接着再设定定时器 的定时时间为T秒,T为满足香农采样定理要求的采样周期,并开放系统的定时中断。
[0147] 图2所示的定时中断服务步骤中,首先保存中断现场的各个寄存器的当前值;接着 按采样周期T对被测信号进行采样,获得采样数据us,如果采集的数据的序号k < 8,执行算 法第一阶段计算校正值增量数值并进行校正处理;如果k的值大于8执行算法第二阶段计算 预估值、校正值增量并进行校正处理;也就是算法第一阶段和算法第二阶段,执行除数据输 出(即第一阶段除S108,第二阶段除S206)外的所有步骤。再恢复中断现场的各个寄存器的 值;然后中断返回到主步骤执行。
[0148] 主步骤循环读取中断返回时经校正处理的数据,执行数据计算和输出(即执行第 一阶段S108或第二阶段S206,这两步功能相同)、数据分析,以及关中断、程序结束等程序控 制功能。
[0149] 在线分析实施方式通过定时器循环产生定时中
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