諧波分析中減小非同步采樣誤差措施的分析

這種方法在分析結(jié)果的同時(shí)，附加少量運(yùn)算，達(dá)到了對(duì)采樣頻率進(jìn)行修正的目的，而且加窗插值算法本身對(duì)非同步誤差就有修正作用，理論上講是比較理想的。

2) 用FFT結(jié)果求相位偏差對(duì)采樣頻率進(jìn)行修正[6]。

這種方法每采一個(gè)點(diǎn)就要進(jìn)行一次FFT運(yùn)算，然后求得某一個(gè)被分析信號(hào)上一個(gè)分析窗口（第N-1個(gè)）與本次分析窗口（第N個(gè)）之間的相位差，由此得到此時(shí)的系統(tǒng)頻率為：

（11）

然后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)下一個(gè)采樣周期進(jìn)行調(diào)整。

由以上分析過程可以看出，這種方法的計(jì)算量是相當(dāng)大的，采樣頻率比較高時(shí)（比如6.4kHz及以上）一般的芯片是不能承受的。所以只適合采樣頻率比較低的情況。

3.2準(zhǔn)同步技術(shù)[7]

準(zhǔn)同步采樣技術(shù)是在同步采樣的基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)增加采樣點(diǎn)及采用相應(yīng)的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，去掉了同步采樣的同步環(huán)節(jié)，利用增加每周期的采樣點(diǎn)和增加采樣周期，同時(shí)采用新的算法，來達(dá)到同步誤差的最小化。

準(zhǔn)同步算法有這樣的特點(diǎn)，在非同步采樣存在一個(gè)比較小的周期誤差的情況下，也可以通過遞推算法，算出周期函數(shù)的高準(zhǔn)確度的平均值。將這種算法與DFT相結(jié)合：

（6）

令，顯然也是一個(gè)以T為周期的函數(shù)，故

（7）

結(jié)合式（5）可得

(8)

這樣只要求得，就可以準(zhǔn)確得到的值。但是由于實(shí)際的采樣是非同步采樣，采樣時(shí)刻準(zhǔn)確的t值不易準(zhǔn)確獲得，的值也就不能準(zhǔn)確求出。實(shí)際處理中只能以等分點(diǎn)處的和（第i個(gè)采樣值）的值來近似計(jì)算。這樣在周期偏差不是很大的情況下，用準(zhǔn)同步算法適當(dāng)選擇迭代次數(shù)也可以獲得的高準(zhǔn)確度估計(jì)。實(shí)際中的迭代次數(shù)n根據(jù)估計(jì)的最大周期誤差選擇，n越大準(zhǔn)確度越高。另外

（8）

可由與求相似的步驟得出。在參數(shù)選擇得當(dāng)?shù)那疤嵯?，這種方法準(zhǔn)確度比FFT提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

準(zhǔn)同步算法的準(zhǔn)確度受制約因素比較多，恰當(dāng)?shù)倪x擇各個(gè)參數(shù)比較困難，現(xiàn)場應(yīng)用有一定難度。

提高諧波測量精度的理論還在繼續(xù)向前發(fā)展，全面的了解已有的成果不僅有助于開發(fā)諧波分析裝置中選擇最合適的消除同步誤差的方式，也有助于新方法、新手段的提出。

4 存在的問題和研究趨勢(shì)

在減小非同步采樣誤差的措施中，加窗插值算法可以收到非常好的效果。很多文獻(xiàn)經(jīng)對(duì)加窗插值公式進(jìn)行推導(dǎo)、仿真證明了其可行性。但是該算法需要龐大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器支持，普通的芯片難以承受。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和小波分析方法應(yīng)用于諧波測量，是目前正在研究的新方法，它可以提高諧波測量的實(shí)時(shí)性和精度，但也有各自的不足。

綜上可見，解決非同步問題單靠一種技術(shù)很難達(dá)到目的。因此，在實(shí)際問題中針對(duì)不同的技術(shù)要求，應(yīng)發(fā)揮軟硬件技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)，從不同發(fā)面解決非同步問題，以得到最好效果。對(duì)提高電能質(zhì)量的要求呼聲越來越高的今天，諧波分析裝置面臨很廣闊的市場。如何提高國產(chǎn)諧波分析儀的精度和智能性，是業(yè)界人士面臨的一個(gè)問題。