br>[0438] 以上陈述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解， 但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发 明的保护。
【主权项】
1. 一种正弦信号的全相位差检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 根据正弦信号频率范围的下限和预设采样频率及预设信号周期数，获得初步采样序列 长度； 根据所述初步采样序列长度，对所述正弦信号进行初步采样，获得所述正弦信号的初 步采样序列； 对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述正弦信号的初步频率，以所述初步频率 给定参考频率； 根据预设采样频率和所述参考频率计算所述正弦信号的单位周期序列长度； 根据所述预设信号周期数和所述单位周期序列长度，获得预设序列长度； 根据预设序列长度，从所述初步采样序列中，获得正向信号序列； 将所述正向信号序列反向输出，获得所述正向信号序列的反褶序列； 分别将所述反褶序列和所述正向信号序列进行截短，获得序列长度相同的反褶截短序 列和正向截短序列； 以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述反褶序列相乘，生 成第一实频向量序列和第一虚频向量序列； 以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述反褶截短序列相 乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列； 以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述正向信号序列相 乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列； 以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述正向截短序列相 乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列； 分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字陷波，生成第一实频 向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列； 分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列进行积分运算，生成 第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值； 分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字陷波，生成第二实频 向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列； 分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列进行积分运算，生成 第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值； 分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字陷波，生成第三实频 向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列； 分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷波序列进行积分运算，生成 第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值； 分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字陷波，生成第四实频 向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列； 分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列进行积分运算，生成 第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值； 根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转 换为第一相位； 根据预设的相位转换规则，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转 换为第二相位； 根据预设的相位转换规则，将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转 换为第三相位； 根据预设的相位转换规则，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转 换为第四相位； 根据预设的相位扩展规则，对所述第一相位进行扩展，获得第一扩展相位； 根据预设的相位扩展规则，对所述第二相位进行扩展，获得第二扩展相位； 根据预设的相位扩展规则，对所述第三相位进行扩展，获得第三扩展相位； 根据预设的相位扩展规则，对所述第四相位进行扩展，获得第四扩展相位； 根据预设的截止相位转换规则，将所述第一扩展相位和所述第二扩展相位转换为所述 正弦信号的截止相位； 根据预设的初相位转换规则，将所述第三扩展相位和所述第四扩展相位转换为所述正 弦信号的初相位； 将所述截止相位与所述初相位的差值转换为所述正弦信号的全相位差。2. 如权利要求1所述的正弦信号的全相位差检测方法，其特征在于，根据正弦信号频 率范围的下限和预设采样频率及预设信号周期数，获得初步采样序列长度的步骤包括以下 步骤： 通过以下所述公式将所述正弦信号频率的下限和预设采样频率及预设信号周期数转 换为所述初步采样序列长度：其中，Nstart为所述初步序列长度，单位无量纲；（int)表示取整；C211为所述预设信号周 期数，单位无量纲；f_为正弦信号频率范围的下限，单位Hz ;fn为所述预设采样频率，单位 Hz03. 根据权利要求1所述的正弦信号的全相位差检测方法，其特征在于，所述初步频率 通过对所述初步采样序列采用零交法、基于滤波的算法、基于小波变换算法、基于神经网络 的算法、基于DFT变换的频率算法或基于相位差的频率算法获得。4. 根据权利要求1所述的正弦信号的全相位差检测方法，其特征在于，所述数字陷波 由二级滑动三角窗算术平均陷波器加二级滑动矩形窗算术平均陷波器构成。5. 根据权利要求1所述的正弦信号的全相位差检测方法，其特征在于，根据预设的相 位扩展规则，将所述第一相位、第二相位、第三相位或第四相位扩展为所述第一扩展相位、 第二扩展相位、第三扩展相位、第四扩展相位的步骤包括以下步骤： 如果所述实频向量积分值大于等于零的同时，所述虚频向量积分值的相反数大于等于 零，则所述扩展相位等于所述相位； 如果所述实频向量积分值大于等于零的同时，所述虚频向量积分值的相反数小于零， 则所述扩展相位等于所述相位； 如果所述实频向量积分值小于零的同时，所述虚频向量积分值的相反数大于等于零， 则所述扩展相位等于所述相位加 ：π rad; 如果所述实频向量积分值小于零的同时，所述虚频向量积分值的相反数小于零，则所 述扩展相位等于所述相位减π rad。6. -种正弦信号的全相位差检测系统，其特征在于，包括： 初步序列长度模块，用于根据正弦信号频率范围的下限和预设采样频率及预设信号周 期数，获得初步采样序列长度； 初步采样模块，用于根据所述初步采样序列长度，对所述正弦信号进行初步采样，获得 所述正弦信号的初步采样序列； 频率初测模块，用于对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述正弦信号的初步频 率，以所述初步频率给定参考频率； 周期序列模块，用于根据预设采样频率和所述参考频率计算所述正弦信号的单位周期 序列长度； 序列长度模块，根据所述预设信号周期数和所述单位周期序列长度，获得预设序列长 度； 正向信号序列模块，用于根据所述预设序列长度，从所述初步采样序列中，获得正向信 号序列； 反褶模块，用于将所述正向信号序列反向输出，获得所述正向信号序列的反褶序列； 截短模块，用于分别将所述反褶序列和所述正向信号序列进行截短，获得序列长度相 同的反褶截短序列和正向截短序列。 第一混频模块，用于以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所 述反褶序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列； 第二混频模块，用于以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所 述反褶截短序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列； 第三混频模块，用于以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所 述正向信号序列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列； 第四混频模块，用于以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所 述正向截短序列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列； 第一陷波模块，用于分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字 陷波，生成第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列； 第一积分模块，用于分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列 进行积分运算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值； 第二陷波模块，用于分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字 陷波，生成第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列； 第二积分模块，用于分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列 进行积分运算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值； 第三陷波模块，用于分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字 陷波，生成第三实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列； 第三积分模块，用于分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷波序列 进行积分运算，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值； 第四陷波模块，分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字陷 波，生成第四实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列； 第四积分模块，用于分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列 进行积分运算，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值； 第一相位模块，用于根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第 一实频向量积分值转换为第一相位； 第二相位模块，用于将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第 二相位； 第三相位模块，用于将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第 三相位； 第四相位模块，用于将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第 四相位； 第一相位扩展模块，用于根据预设的相位扩展规则，对所述第一相位进行扩展，获得第 一扩展相位； 第二相位扩展模块，用于根据预设的相位扩展规则，对所述第二相位进行扩展，获得第 二扩展相位； 第三相位扩展模块，用于根据预设的相位扩展规则，对所述第三相位进行扩展，获得第 三扩展相位； 第四相位扩展模块，用于根据预设的相位扩展规则，对所述第四相位进行扩展，获得第 四扩展相位； 截止相位模块，用于根据预设的截止相位转换规则，将所述第一扩展相位和所述第二 扩展相位转换为所述正弦信号的截止相位； 初相位模块，用于根据预设的初相位转换规则，将所述第三扩展相位和所述第四扩展 相位转换为所述正弦信号的初相位； 全相位差模块，用于将所述截止相位与所述初相位的差值转换为所述正弦信号的全相 位差。7. 根据权利要求6所述的正弦信号的全相位差检测系统，其特征在于，所述初步采样 模块根据正弦信号频率范围的下限和预设采样频率及预设信号周期数，获得初步采样序列 长度的步骤包括以下步骤： 通过以下所述公式将所述正弦信号频率的下限和预设采样频率及预设信号周期数转 换为所述初步采样序列长度：其中，Nstart为所述初步序列长度，单位无量纲；（int)表示取整；C211为所述预设信号周 期数，单位无量纲；f_为正弦信号频率范围的下限，单位Hz ;fn为所述预设采样频率，单位 Hz08. 根据权利要求6所述的正弦信号的全相位差检测系统，其特征在于，所述初测模块 通过对所述初步采样序列采用零交法、基于滤波的算法、基于小波变换算法、基于神经网络 的算法、基于DFT变换的频率算法或基于相位差的频率算法来获得所述初步频率。9. 根据权利要求6所述的正弦信号的全相位差检测系统，其特征在于，所述第一陷波 模块、第二陷波模块、第三陷波模块、第四陷波模块包括二滑动三角窗算术平均陷波器和加 二级滑动矩形窗算术平均陷波器。10.根据权利要求6所述的正弦信号的全相位差检测系统，其特征在于，所述初相位模 块根据预设的相位扩展规则，将所述第一相位、第二相位、第三相位或第四相位扩展为所述 第一扩展相位、第二扩展相位、第三扩展相位、第四扩展相位的步骤包括以下步骤： 如果所述实频向量积分值大于等于零的同时，所述虚频向量积分值的相反数大于等于 零，则所述扩展相位等于所述相位； 如果所述实频向量积分值大于等于零的同时，所述虚频向量积分值的相反数小于零， 则所述扩展相位等于所述相位； 如果所述实频向量积分值小于零的同时，所述虚频向量积分值的相反数大于等于零， 则所述扩展相位等于所述相位加 ：π rad; 如果所述实频向量积分值小于零的同时，所述虚频向量积分值的相反数小于零，则所 述扩展相位等于所述相位减π rad。
【专利摘要】本发明涉及一种正弦信号的全相位差检测方法和系统，包括：对正向信号序列进行反向输出生成反褶序列；对正向信号序列和反褶序列进行截短生成两组截短信号序列；以所测参考频率的余弦函数和正弦函数分别与正向信号序列、反褶序列和两组截短信号序列相乘生成四组实频向量序列和虚频向量序列；对四组虚频向量序列和实频向量序列数字陷波，生成四组虚数向量陷波序列和实数向量陷波序列，进而积分生成四组虚数向量积分值和实数向量积分值；将四组实数向量积分值和虚数向量积分值转换为四个相位，将四个相位进行扩展生成扩展相位，将四个扩展相位转换为初相位和截止相位，将截止相位与初相位的差值转换为全相位差。本发明全相位差测量精确度高。
【IPC分类】G01R25/00
【公开号】CN105353217
【申请号】CN201510400063
【发明人】徐庆伟, 李鑫亮
【申请人】深圳市科润宝实业有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年7月9日