基于插值傅立叶变换的谐波参数识别及阶比分析

摘要

本文主要研究从工程测量信号中利用插值傅立叶变化精确提取谐波参数的方法。在系统论述基于插值傅立叶变换的频率精确识别方法的基础上,在Matlab环境下进行了利用插值傅立叶变换对噪声背景下单一频率信号、谐波信号及间谐波信号的频率识别的仿真验证,并针对采样点数、采样频率、以及在采用插值法时不同窗函数对测量结果的影响进行了比较;针对一组汽轮发电机组的升降速信号进行了分析,结合具体实例利用插值法对信号进行分析;利用Labview软件平台开发了基于插值傅立叶变换的信号频率特征提取软件。最后探讨了基于信号重采样的阶比分析。

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摘要

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 谐波问题的起源

1.1.2 谐波的分类及测量标准

1.1.3 间谐波的影响即标准

1.1.4 谐波测量发展历程

1.1.5 谐波分析的发展趋势

1.2 研究现状

1.3 本文研究内容和章节安排

第二章 插值傅立叶变化理论基础

2.1 信号分析基础

2.1.1 单频、多频信号

2.1.2 傅立叶变换和拉氏变换

2.1.3 Z 变换和 DTFT

2.1.4 离散傅立叶变换(DFT)

2.1.5 提高频率分辨率的 CZT 方法和补零方法

2.1.6 窗函数及其在谱分析中的作用

2.1.7 栅栏效应

2.2 频率精确识别方法

2.2.1 最大似然估计

2.2.2 内插离散傅立叶变换(LpFFT)

2.2.3 相位差法(PDV)

2.2.4 噪声干扰周期信号频率和幅值识别的谱估计方法

2.2.5 间谐波检测方法

第三章 插值法的仿真与实例分析

3.1 仿真信号分析

3.1.1 单一频率的余弦信号

3.1.2 带有谐波成分的余弦信号

3.1.3 带有间谐波成分的余弦信号

3.1.4 内插法中不同窗所带来的结果的差异

3.2 汽轮发电机组升降速过程转速提取

3.2.1 机组描述

3.2.2 振动信号

3.2.3 三维谱图

3.2.4 插值法提取转子转速

3.2.5 振幅提取

3.3 插值法转频特征提取的 Labview 程序实现

3.3.1 Labview 简介

3.3.2 基于 Labview 的 LpFFT 程序实现

第四章 阶比分析技术

4.1 概述

4.2 阶比分析基本原理

4.2.1 赫兹(Hz)与阶比(Order)

4.2.2 阶比跟踪的实现方法

4.2.3 阶比分析内容

4.3 基于短时傅立叶变换的阶比分析实例

4.3.1 理论基础

4.3.2 实现步骤

4.3.3 实例分析

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

在校期间发表论文参加科研情况

1.发表论文

2.参加科研项目