基于Smart DFT的频率估计技术研究及其在非平衡系统中的应用

发布时间：2021-10-23 22:55

　　非圆信号广泛用来描述非平衡系统的动态特性,例如非平衡三相电力系统和通信系统中的I/Q不平衡问题。基于非圆信号的二阶统计特性,一系列估计模型可以将标准的频率估计算法拓展为更通用的形式,应用在非平衡系统中。Smart DFT（SDFT）是一种简洁高效的基于频域变换的频率估计算法,具备DFT类方法的高性能优点,同时避免了频谱泄漏和栅栏效应引起的估计偏差,可以获得更精确的估计效果。本文围绕非圆信号特性和基于SDFT的算法理论,看展了如下工作:首先,研究了非平衡系统的基础理论,介绍了非圆信号的基本特性和研究工具。由于非圆信号特殊性,单独的协方差矩阵没有充分的自由度去描述全部的二阶统计特性,因此需要引入伪协方差矩阵充分利用所有可得的二阶统计信息。论文同时介绍了宽线性模型,验证了这是适用于复值非圆信号最优的线性估计模型。继续以非平衡三相电力系统为例,利用克拉克变换推导出非圆信号通用的表达形式,并指出复值非圆信号与实值正弦信号存在一定的相互转化关系。接着,研究了频率估计的基础理论和方法,建立了频率估计问题基本的数学模型。根据概率论的知识,研究了参数估计的均方误差下界——CRB界,这是衡量频率估计性能的... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 非平衡系统国内外研究现状
        1.2.2 频率估计国内外研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 论文结构安排
第二章 非平衡系统理论基础
    2.1 非圆信号简介
    2.2 宽线性模型
    2.3 增广复数统计特性
    2.4 实例：非平衡三相电力系统
    2.5 正弦信号与非圆信号的关系和转化
    2.6 本章小结
第三章 频率估计的基础理论和方法
    3.1 频率估计问题的数学模型
    3.2 参数估计性能界：CRB界
        3.2.1 CRB界的推导
        3.2.2 频率估计问题的CRB界
    3.3 最小二乘框架
        3.3.1 基本的最小二乘估计
        3.3.2 加权最小二乘估计
    3.4 线性预测理论
    3.5 传统DFT频谱分析的问题
        3.5.1 频谱泄漏
        3.5.2 栅栏效应
    3.6 基础Smart DFT算法原理
    3.7 本章小结
第四章 基于SDFT改进的三点法频率估计算法
    4.1 补零法改进SDFT
        4.1.1 算法描述
        4.1.2 仿真分析
    4.2 加窗法改进SDFT
        4.2.1 窗函数
        4.2.2 算法描述
    4.3 基于SDFT改进的CLS算法
        4.3.1 算法描述
        4.3.2 性能分析
        4.3.3 仿真分析
    4.4 基于加窗SDFT改进的CRPHD算法
        4.4.1 算法描述
        4.4.2 性能分析
        4.4.3 仿真分析
    4.5 性能比较与非平衡系统中的估计效果
    4.6 本章小结
第五章 基于SDFT改进的自适应频率估计算法
    5.1 直接频率估计自适应算法
        5.1.1 算法描述
        5.1.2 仿真分析
    5.2 间接频率估计自适应算法
        5.2.1 算法描述
        5.2.2 仿真分析
    5.3 性能比较与非平衡系统中的估计效果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
硕士期间发表的论文和科研成果



本文编号：3454075