一种改进的基于相位差法的频谱校正方法

应用于频率波动电网的改进相位差校正法马也驰;陈隆道【摘要】针对电网信号基波频率波动时传统相位差校正法测量结果存在较大误差,甚至可能产生测量失败的问题,提出一种改进算法.改进算法相对于传统相位差法有4个改进措施:第一,通过对加窗后的频谱表达式进行多项式变换从而加快旁瓣衰减速度,减小了频谱泄漏和各谱线之间的干扰;第二,通过计算频率变化率(Rate of Change of Frequency, ROCOF)对传统相位差法的校正公式进行了进一步的修正;第三,在计算ROCOF时尽量减小采样窗长,提高了ROCOF的实时性以及计算精度;第四,通过两次相位差法减小基波频率波动导致的非同步采样带来的频谱泄漏.分别在基波频率稳定以及基波频率宽范围波动的两种情况下将改进算法进行仿真验证.仿真结果表明,改进算法的电参量测量精度较传统相位差法有大幅度的提升,分析窗长满足IEC标准规定窗长.%Aiming at the problem that the traditional phase difference correction method has a large error in the fundamental wave frequency fluctuation, it may even produce the problem of measurement failure, and an improved algorithm is proposed. The improved algorithm has four improvement measures compared with the traditional phase difference method. The first is to multiply the sidelobe decay rate by multiplying the spectral expression after windowing, which reduces the spectral leakage and the interference between the spectral lines. Second, the correction formula of the traditional phase difference method is further modified by calculating the frequency change rate (ROCOF). The third is to reduce the sampling window length and improve the real-time performance and calculation accuracy of ROCOF when calculating ROCOF.The sub-phase difference method reduces the spectral leakage caused by the non-synchronous sampling caused by the fundamental frequency fluctuation. The text is verified by the improved algorithm in two cases where the fundamental frequency is stable and the wide frequency fluctuation of the fundamental frequency is verified. The simulation results show that the accuracy of the improved electrical parameters is much higher than that of the traditional phase difference method, and the window length satisfies the IEC standard.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2018(046)009【总页数】10页(P136-145)【关键词】谐波测量;频率波动;频率变化率(ROCOF);相位差;非同步采样【作者】马也驰;陈隆道【作者单位】浙江大学电气工程学院,浙江杭州 310000;浙江大学电气工程学院,浙江杭州 310000【正文语种】中文20世纪以来，随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高，社会对能源的需求量也越来越大，不断消耗着巨大的不可再生的化石能源，在不久的将来化石能源终将枯竭。

一种新的频谱校正计算方法
赵晓丹;程训涛;王争论
【期刊名称】《机械科学与技术》
【年(卷),期】2011(030)012
【摘要】离散傅里叶变换（DFT）在实际工程应用中存在误差，需要进行校正，
目前工程中常用的是比值校正法和相位差校正法等。

本文提出一种新的频谱校正计算方法，首先，对信号进行一次快速傅里叶变换；然后对信号的一半进行内积运算，进行一次反余弦运算识别出信号的真实频率，并且以该方法为基础结合迭代运算进行密集频谱的识别。

仿真结果表明，该方法具有较高的计算精度和抗干扰能力；与迭代运算结合以后，能够解决多频信号之间的交叉干扰，识别出密集频谱中包含的各个信号分量。

【总页数】4页(P2040-2043)
【作者】赵晓丹;程训涛;王争论
【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013;江苏大学汽车与交通工
程学院,镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.一种新的垂直速度计算方法 [J], 赵向军; 丁治英; 李莹; 高松
2.一种新的基于软件的LED主波长计算方法研究 [J], 张晨朝
3.一种新的证据冲突计算方法及其应用 [J], 王琰;周莉;寇淑婷
4.自然数方幂和的一种新计算方法 [J], 乔盛元;梁亦孔
5.一种新的油气上窜速度计算方法——分段判定累计泵冲法 [J], 黄振;周玳羽;付新;贺华东;刘鑫
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基于相位差校正的FFT算法的F-P腔长解调方法
卞强;余家旺;童余德;朱禛
【期刊名称】《海军工程大学学报》
【年(卷),期】2021(33)6
【摘要】为了提高基于傅里叶变换的法布里-珀罗传感器解调方法的精度,提出了以相位差校正法对快速傅里叶算法(FFT)进行改进。

首先,将频率-光谱采样信号构造为两段相差一定相位的信号,分别对其进行FFT变换;然后,根据两段信号的相位差得到频率校正公式,根据校正后的频率求出腔长,提高了腔长的解调精度;最后,通过仿真计算,对比分析了基于相位差校正的FFT解调算法、FFT解调算法,以及FFT和能量重心联合算法在相同光源信号下解调的精度。

仿真结果表明:基于相位差校正的FFT 解调算法的解调值与真实值误差的标准差仅为FFT和能量重心联合算法的
7.0659%,为FFT解调算法的0.00047%,证明了该改进算法解调的F-P腔长值与真实值具有更好的一致性。

【总页数】6页(P82-87)
【关键词】法布里-珀罗传感器;相位差校正;腔长解调
【作者】卞强;余家旺;童余德;朱禛
【作者单位】海军工程大学电气工程学院;32382部队
【正文语种】中文
【中图分类】TP301.6
【相关文献】
1.基于蚂蚁算法的EFPI光纤传感器的腔长解调技术
2.一种基于多重相敏解调算法的相位差测量新方法
3.基于相位差校正法的加Blackman-harris窗FFT算法与实现
4.基于FFT和复域相关的光纤EFPI压力传感器\r多腔长解调方法
5.基于FFT谱分析算法的高精度相位差测量方法
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基于相位相关性的傅里叶变换光谱数据的相位误差修正方法王彩玲;李玉山;刘学武;胡炳樑【摘要】相位误差的校正是傅里叶变换成像光谱仪数据处理的重要环节之一.针对干涉曲线的对称性特征,利用相位相关性计算方法,提出一种新的傅里叶变换光谱数据的相位校正的方法.将相位相关性拟合为Sinc函数,计算亚像素的偏移量,采用离散余弦变换转换到光谱域.使用标准光谱库中的源光谱数据作为原始数据,将通过离散余弦变换仿真的干涉数据与该方法得到的结果进行比较和验证,并与Mertz方法进行了对比.结果表明:该方法精度优于Mertz方法,并且计算简单.%Phase error correction (PEC) is an important step during hyperspectral data processing of the Fourier transform spectrometer. We present a new method for phase correction of the Fourier transform data according to the symmetry of interference curve and the calculation of phase correlation method. The phase correlation is fitted to Sine function, the sub-pixel offset is calculated, and the interference curve is converted into spectral domain through discrete cosine transform (DCT). The interference data simulated by DCT is compared with the data by Mertz method, and the results shows that the proposed method has higher correction accuracy than Mertz and simple calculation.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2011(032)005【总页数】5页(P878-882)【关键词】傅里叶变换光谱成像仪;相位误差;误差校正;干涉曲线对称性【作者】王彩玲;李玉山;刘学武;胡炳樑【作者单位】中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119【正文语种】中文【中图分类】TN206;O436引言高光谱遥感的发展对光谱仪提出了更高信噪比和分辨率的要求。

DCWTechnology Study技术研究17数字通信世界2024.02科氏质量流量计是一种利用科里奥利效应原理直接测量管道流体质量流量的仪器，由传感器与变送器两部分组成。

其中，传感器通过法兰连接到管道，用于检测流体介质信号；变送器主要用于驱动传感器振动，对传感器输出的信号进行转换和处理，并将检测出的质量流量信号传到上位机控制系统中。

目前，科氏质量流量计被广泛应用于石油化工生产装置中，可以满足对流体质量流量的测量要求。

随着社会发展和人们对流量测量精度需求的提高，对科氏质量流量计数字信号处理方法也提出了更高的要求。

对于科氏质量流量计，相位差与质量流量存在比例关系。

通过测量相位差的大小，可以计算出流体的质量流量。

当前科氏质量流量计的信号处理方法主要针对相位差的估计方法，常用频谱分析法[1]、相关法[2]和时域法[3]对相位差进行分析。

采用合适的方法可以减小对质量流量的测量误差。

本文将对DFT 估计法、相关法和希尔伯特变换法的原理及发展过程进行介绍。

1 DFT相位差估计法DFT 相位差估计法是一种传统且高效的数字信号处理方法，能满足对相位差计算的基本要求。

该方法首先对两路信号进行离散傅里叶变换，得到在频域上的幅度和相位信息，然后利用频谱特性计算相位差。

DFT 算法能较好地消除谐波、噪音等对系统性能的干扰，能在较低的信噪比情况下对系统进行频率、相位的检测。

DFT 相位差估计法在对非整周期信号进行计算时会产生频谱泄漏现象，导致相位差估计结果的准确性受到影响。

另外，如果信号存在噪声或者频率偏移较大，会在频域上出现额外的能量分布，使信号频率和相位计算结果包含较大误差。

鉴于DFT 在计算非整周期信号时会产生频谱泄露现象，并在相位计算中引起严重误差的问题，美国和国内的一些研究人员建议使用频率扫描[4]的方法来实现DFT 的整周期截断。

但由于该算法对硬件资源的要求科氏质量流量计信号处理方法探究徐 媛，代显智(西华师范大学电子信息工程学院，四川 南充 637009）摘要：科氏质量流量计因能实现高精度的直接质量流量测量，成为目前国内外发展最为迅速的流量计之一。

基于CSI相位差值矫正的室内定位算法CSI（Channel State Information）相位差值矫正是一种用于室内定位的算法。

CSI是指无线电频谱中不同频率下的信道状态信息，可以包含信号的幅度、相位和频率等信息。

CSI相位差值矫正算法的目标是校正CSI中的相位差值，从而提高室内定位的精度和准确性。

下面将详细介绍基于CSI相位差值矫正的室内定位算法。

首先，对于室内定位系统来说，通常使用多个天线进行信号接收，每个天线可以获得不同的CSI相位差值。

在没有进行矫正的情况下，这些相位差值会受到多个因素的影响，包括信号传播路径的变化、多径效应和噪声等。

因此，需要进行相位差值矫正来减小这些误差。

相位差值矫正的基本思想是通过计算不同天线之间的相位差值，找出信号传播路径变化和多径效应引起的相位误差。

具体步骤如下：1.数据采集：在室内环境中放置一组天线，接收到来自目标设备的无线信号，并记录下CSI数据。

2.相位特征提取：对于每个天线接收到的CSI数据，通过傅里叶变换等方法提取出相位信息。

可以采用离散傅里叶变换（DFT）将CSI信号转换到频域。

3.相位差值计算：将不同天线接收到的相位信息进行差值计算，得出相位差值矢量。

可以使用简单的减法运算来计算相位差值。

4.相位差值矫正：根据相位差值矢量，采用不同的矫正方法来减小相位误差。

常用的矫正方法包括线性回归、最小二乘法和卡尔曼滤波等。

5.室内定位：通过已校正的CSI相位差值，结合室内定位算法，来实现对目标设备的定位。

常用的室内定位算法包括基于距离的定位算法、最小二乘估计算法和粒子滤波算法等。

相位差值矫正算法的优势在于可以减小信号传播路径变化和多径效应引起的相位误差，从而提高室内定位的准确性和稳定性。

然而，该算法也存在一定的局限性，包括对硬件要求较高、计算复杂度大和对环境变化敏感等。

总结起来，基于CSI相位差值矫正的室内定位算法主要包括数据采集、相位特征提取、相位差值计算、相位差值矫正和室内定位等步骤。

离散频谱综合相位差校正法丁　康1　朱小勇2　谢　明2　钟舜聪1　罗江凯2(1汕头大学机械电子工程系　汕头,515063)(2重庆大学机械工程学院　重庆,400044)摘　要　提出一种利用相位差的离散频谱综合校正法——时域平移+改变窗长法,即第二段时域序列比第一段滞后L点,对这两段时域分别作N点和M点的FF T分析,利用对应峰值谱线的相位差进行频谱校正的方法。

这种方法是一种通用的离散频谱相位差校正法,文献[10～11]提出的校正方法只是此法的两个特例。

仿真结果表明,该方法实现方便,精度较高,适合于各种对称窗函数,抗噪声能力强。

关键词:频谱分析;校正;信号处理;相位差中图分类号:T N991.6 频谱分析是应用极为广泛的信号处理方法。

由于计算机只能对有限多个样本进行运算,FFT和谱分析也只能在有限区间内进行,这就不可避免地存在由于时域截断产生的能量泄漏,使谱峰值变小,精度降低。

从理论上分析,加矩形窗时单谐波频率成分的幅值最大误差达36.4%[1],即使加其它窗时,也不能完全消除此影响,如加Hanning窗时,只进行幅值恢复时的最大误差仍高达15.3%,相位误差更大,高达90°。

目前国内外有四种对幅值谱或功率谱进行校正的方法:第一种方法是能量校正法[1～3],第二种方法是对幅值谱进行校正的比值法[4～8],第三种方法是FFT+FT谱连续细化分析傅立叶变换法[9],第四种方法是相位差法[10～11],这些方法各有其特点,在工程实际中都得到了相应的应用。

在相位差校正法中,目前存在两种方法。

第一种作法是对连续时域信号分前后两段作FFT,利用其对应离散谱线的相位差校正出谱峰处的准确频率和相位[11];第二种作法是缩短窗长法:采样一段时域信号,对这一段序列分别进行N点和N/2点的FFT分析,利用其相位差进行频谱校正[10]。

如果作进一步的推广,第一种作法可以推广为时域平移法,第二种作法推广为改变窗长法。