优化双峰谱线插值法：实时谐波分析的新策略

"该文主要讨论了应用双峰谱线插值法进行谐波分析的改进与优化，针对电力系统中的谐波问题，提出了一种提高算法实时性和精度的方法。作者为张立强和曲延滨，来自哈尔滨工业大学（威海）信息科学与工程学院。文章分析了加窗插值快速傅立叶变换(FFT)算法，特别是双峰谱线插值法，并对相位计算公式进行了改进。此外，还提出了减少采样周波数以提升算法实时性的策略，并提供了一个能抑制频率变化影响的应用程序流程。" 在电力系统中，谐波分析是至关重要的，因为谐波由电力电子设备和整流变换技术引入，可能对电网和设备造成损害。快速傅立叶变换(FFT)是最常用的谐波分析工具，但非同步采样和非整数周期截断会导致频谱泄漏，影响分析精度。为解决这个问题，双峰谱线插值法被提出，它能有效地抑制由上述因素产生的频谱泄漏。该方法在保持算法简单易实现的同时，通过插值修正信号峰值观测点的偏差。 文中深入探讨了加窗插值FFT算法，特别是针对不同窗型的插值多项式系数，这对于减小频谱泄漏的副作用至关重要。窗函数的选择影响着旁瓣峰值电平和衰减速率，有助于改善谐波分析的准确度。例如，使用具有低旁瓣电平和快速衰减特性的Nuttall窗可以显著提升分析性能。 进一步，作者对相位计算公式进行了改进，以提高计算的精确性。此外，他们提出减少采样周波数可以提升算法的实时性，这是因为在保持分析质量的同时，减少了计算量。这种方法尤其适用于嵌入式系统，它们通常资源有限，需要高效的算法。 文章还介绍了一种改进的应用程序流程，以应对频率变化对精度的影响。这种流程设计旨在动态适应频率变化，确保在谐波分析中维持高精度。 通过包含21次谐波的复杂信号仿真实验，作者验证了该方法的有效性。实验结果证实了所提改进方法在抑制频率变化影响和提升实时性方面的优势。 关键词包括谐波分析、加窗插值算法、快速傅立叶变换、实时性优化以及程序流程，这些关键词突出了文章的主要研究内容和技术重点。该文对于理解和改进电力系统谐波分析的现有方法具有重要参考价值，特别是对于那些关注提高谐波分析精度和实时性的研究人员和工程师。