基于窗函数的FFT谐波参数估计算法

摘要

非同步采样所引起的频谱泄漏使得快速傅立叶变换(FFT)直接用于谐波分析时存在较大的误差,通过加窗和插值修正算法可以显著提高谐波参数的估算精度.本文基于插值算法的原理,给出了基于矩形窗、Hanning窗、Blackman窗、4项Blackman_Harris窗和5项Rife_Vincent窗函数的同步偏差显式计算公式,以及相应的电力信号谐波频率、幅值和相位参数的估算公式.对于需要求解高阶方程才能得到插值公式的窗函数,采用了多项式逼近的方法予以近似,大大减小了计算量.通过MATLAB仿真,对这几种窗函数的插值公式和参数估计精度进行对比和分析,验证了算法的有效性.