申请/专利权人：清华大学

申请日：2022-01-27

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN114624513B

主分类号：G01R23/16

分类号：G01R23/16;G06F17/15;G06F17/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.07.01#实质审查的生效;2022.06.14#公开

摘要：本发明涉及一种周期信号的抗谐波干扰的相位检测方法及装置，属于数字信号处理和精密测量领域。该方法将实时测量条件下的待测相位分为整数部分和小数部分。对整数部分的测量，通过整周期计数实现；对小数部分的测量，分别在静态条件和实时测量条件下对待测量信号采样，获取匹配模板和待测相位采样信号序列，建立仿射变换关系模型，计算实时测量条件下的小数部分相位。最后将整数部分和小数部分相位合并，得到实时测量条件下的完整待测相位。相较于已有方法，本方法由于不需要待测信号具有理想正弦形式特征，避免了离散傅里叶变换的频谱泄露与栅栏效应、正交解相的低通滤波器设计以及待测信号频率已知的条件限制，具有更高的分辨率。

主权项：1.一种周期信号的抗谐波干扰的相位检测方法，其特征在于，包括：在静态条件下，对待测相位信号进行采样，将得到的静态条件采样信号序列作为待测相位采样信号序列的匹配模板；根据待测相位对应的时刻，对待测相位进行整数周期的计数；在实时测量条件下，根据待测相位对应的时刻，得到待测相位采样信号序列；建立所述匹配模板和所述待测相位采样信号序列之间的仿射变换关系模型；建立以匹配误差为评估量的目标函数，使用目标函数最小化方法最小化匹配误差，求解对应的仿射变换关系模型的变换参数，从而获得待测相位的小数，其中，所述匹配误差是表征匹配模板经过仿射变换关系模型变换后与待测相位采样信号序列的重合程度；将待测相位的整数和小数合并，得到待测相位的解算结果，在静态条件下，对待测相位信号[ty,yty]进行采样，得到长度为N的静态条件采样信号序列作为待测相位采样信号序列的匹配模板[tyi,yi],0≤i≤N-1；其中，ty表示静态条件下待测相位信号的时间；yty表示静态条件下待测相位信号的幅值；tyi表示静态条件下待测相位信号的第i个采样点的时刻；yi表示静态条件下待测相位信号的第i个采样点的幅值；i表示静态条件下待测相位信号的采样点的序号；在实时测量条件下，根据待测相位对应的时刻，记录待测相位采样信号[tx,xtx]，得到长度为M的待测相位采样信号序列[txj,xj],0≤j≤M-1，其中，tx表示实时测量条件下待测相位信号的时间；xtx表示实时测量条件下待测相位信号的幅值；txj表示实时测量条件下待测相位信号的第j个采样点的时刻；xj表示实时测量条件下待测相位信号的第j个采样点的幅值；j表示实时测量条件下待测相位信号的采样点的序号；所述的仿射变换关系模型如下： 其中，是与待测相位的小数成正比的偏移量φF是待测相位的小数，ωR为已知的静态条件下的待测相位信号的角频率；仿射变换系数k＝[k1,k2,k3]，k1表示时间方向上的比例缩放系数，k2表示幅值方向上的比例缩放系数，k3表示幅值方向上的平移，表示时间方向上的平移，使用插值方法来辅助建立目标函数，引入辅助插值函数gt，构建匹配模板及其时域连续信号之间的联系，使得： t是插值函数的自变量；y是匹配模板，其中，所述辅助插值函数是多项式插值函数、样条插值函数、线性插值函数中的一种，所述目标函数定义为 其中，tyj表示静态条件下待测相位信号的第j个采样点的时刻，对所述的目标函数使用非线性最小二乘法进行最小化参数估计，从而获得变换参数k。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 清华大学 周期信号的抗谐波干扰的相位检测方法及装置

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