selfstudy 发表于 2014-2-15 21:43

变频率信号的FFT分析方法?

问题描述:控制系统中,对象A的频率范围是20~60Hz,在特定频率工作中,频率有波动。
目的:在单位时间内(如控制周期为50ms)获得对象A当前的频率和有效值
方法:1)NI采集卡+IEPE加速度获得振动信息,2 通过FFT计算频率,根据信号计算频率整周期提取信号计算有效值。

问题: 1)由于A对象的频率有波动,难以实现整周期采样,采样频率怎么考虑;

          2)控制周期为50ms,采样点设置多少,如何实现FFT算法以获得当前信号的周期?
             FFT要求1024点,如果以50Hz的信号,50ms采样1024点需要 1024*20Hz的采样率。 采用历史 数据进行FFT计算是否合适?

目前系统还未试验,打算定好方法再进行。 谢谢!


hcharlie 发表于 2014-2-16 11:38

1)你的系统是不是以单个频率工作,而频率有变化(波动),变化(波动)的速度怎样?慢还是快?
2)你是要找一个测定当前频率和有效值的方法?(FFT不一定是最合适的方法)。

selfstudy 发表于 2014-2-16 11:58

hcharlie 发表于 2014-2-16 11:38
1)你的系统是不是以单个频率工作,而频率有变化(波动),变化(波动)的速度怎样?慢还是快?
2)你是要 ...

谢谢主任支持。
1)系统工作时 希望是单频工作,但是机器结构难以保证,所以频率有波动,波动不大,几Hz。
   大 波动的情况只是在变频过度工作 时发生,因为机器有高频和低频2种工作方式。
2)FFT确实需要较多的点数。本来考虑过 粗测频率范围,再整周期采样。但考虑到测试的信号分析后,要尽快给控制系统传递值,所以 采样和计算的时间有限。
3)系统的控制值与 频率、加速度有效值有关,所以频率需准确测量。

impulse 发表于 2014-2-16 12:19

首先,你没有一个准确的参考信号,很难精确计算信号基频,其实你对FFT理解有误,采样点数不决定频率分辨率(其实是采样时间),你的采样时间是固定的,50ms,神仙也做不了

hcharlie 发表于 2014-2-16 16:01

采样50ms,选取1个整周期信号,数一数包含几个采样即算出周期,换算成频率,再计算有效值。
比如采样频率10000,采样50ms为500采样点,分析信号取一个整周期比如300点,周期应为30ms,频率33.3Hz,计算这300采样点的有效值。
不需用FFT。

selfstudy 发表于 2014-2-16 17:23

hcharlie 发表于 2014-2-16 16:01
采样50ms,选取1个整周期信号,数一数包含几个采样即算出周期,换算成频率,再计算有效值。
比如采样频率1 ...

谢谢!

按您的方案调试,有问题再请教。

selfstudy 发表于 2014-2-16 17:23

impulse 发表于 2014-2-16 12:19
首先,你没有一个准确的参考信号,很难精确计算信号基频,其实你对FFT理解有误,采样点数不决定频率分辨率 ...

主要是涉及到控制,所以暂定50ms为一个控制周期。

impulse 发表于 2014-2-16 22:49

hcharlie 发表于 2014-2-16 16:01
采样50ms,选取1个整周期信号,数一数包含几个采样即算出周期,换算成频率,再计算有效值。
比如采样频率1 ...

建议不错,我觉得无法实施,按他的频率范围,采集50ms可以获得1-3个周期信号,对于一个实际含噪声信号,不是正弦信号,也不是脉冲信号,你怎么去准确选取一个整周期?

qhai_yun 发表于 2014-2-17 17:22

请LZ将波形打出来,看看hcharlie主任的方法能不能成。

r505964437 发表于 2014-2-21 08:50

{:{39}:}

sy0116 发表于 2014-2-22 08:22

以前听说过APFFT(全相位FFT)方法好像是可以不需整周期采样的,楼主可以去找找有关资料

westrongmc 发表于 2014-2-26 08:57

推荐看一下三点法频率测量技术。请在百度文库里面搜索关键词:三点法 频率
有不少相关介绍的论文。

这种方法是建立在三角函数变换基础上的数据拟合方法。
只需要3个等间隔采样的样本点,假设信号是正弦函数的前提下,导出求解信号频率的线性方程,进而拟合出方程的系数,求出频率。


下面的链接即是一篇:
http://wenku.baidu.com/link?url=6tzlKxc40la6tunpLyW8eEy6Dhzoq6Co3uPcUXx_-KwAruypuuLQlYuNhQ84ybW1IyJQXNEsyIF_TgVR_kf7TGceZuzHPd1keNySqMNKn_m

这种方法在电力系统的谐波电压/电流测量方面应用的很广泛,当然有不少改进的方法,自己搜索论文看下吧。


selfstudy 发表于 2014-3-16 18:05

谢谢大家的指点,很久没有上线了。
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