[发明专利]一种计及幅值谱和相位谱的高频阻抗参数提取方法

权利要求书

1.一种计及幅值谱和相位谱的高频阻抗参数提取方法，包括如下步骤：

(1)构建测试平台，将电力电子系统中待测无源部件的待测端口接入平台，利用探头及示波器测量获取待测端口电压及电流信号的时域波形；

(2)采用基于中频滤波的全相位傅立叶变换算法计算待测端口电压及电流信号的频谱P；所述全相位傅立叶变换算法的具体实现过程如下：

2.1对于待测端口电压或电流的时域信号u(n)，使用双窗全相位傅立叶变换算法计算时域信号u(n)的频谱U_FFT(k)，n和k均为整数且-(N-1)≤n≤N-1，0≤k≤N-1，2N-1为时域信号u(n)的长度；

2.2提取频谱U_FFT(k)的峰值包络线，得到各峰值点对应的谱线序号；

2.3对于峰值包络线上的任一峰值点，为其单独设计一个带通无限脉冲响应的数字滤波器；

2.4基于零相位滤波技术采用所述数字滤波器对时域信号u(n)进行滤波，得到滤波后的时域信号u_p(n)；

2.5使用双窗全相位傅立叶变换算法计算时域信号u_p(n)的频谱；

2.6对于峰值包络线上的任一峰值点，根据数字滤波器的插入损耗计算出该峰值点的频谱值，进而将各峰值点的频谱值组成时域信号u(n)的频谱P；

(3)基于待测端口电压及电流信号的频谱P，通过欧姆定律计算出待测无源部件的阻抗。

2.根据权利要求1所述的高频阻抗参数提取方法，其特征在于：所述全相位傅立叶变换算法采用了带通无限脉冲响应数字滤波器、零相位滤波技术、双窗全相位傅立叶变换协同提取时域信号的频谱，能够准确计算出信号的幅值谱和相位谱。

3.根据权利要求1所述的高频阻抗参数提取方法，其特征在于：所述步骤2.3中所设计的数字滤波器的通带数字角频率范围为[k_PK(p)Δω-π/N，k_PK(p)Δω+π/N]，k_PK(p)为峰值包络线上第p个峰值点的谱线序号，Δω＝2π/N，p为自然数且1≤p≤M，M为峰值包络线上的峰值点数量。

4.根据权利要求1所述的高频阻抗参数提取方法，其特征在于：所述步骤2.6中对于峰值包络线上的第p个峰值点，根据以下算式计算该峰值点的频谱值U(p)；

其中：k_PK(p)为峰值包络线上第p个峰值点的谱线序号，U_{ApFFT_p}(k_PK(p))为时域信号u_p(n)的频谱中谱线序号k_PK(p)对应的频谱值，表示在角频率为k_PK(p)Δω情况下数字滤波器的插入损耗，Δω＝2π/N，j为虚数单位。