改进加窗三峰插值FFT谐波分析算法及其应用

郭振涛， 迟长春， 陈正馨

(1. 上海电机学院 电气学院， 上海 201306； 2. 上海电科电器科技有限公司, 上海 200063)

摘要在分析纳托尔(Nuttall)窗、凯塞(Kaiser)窗频谱特性的基础上，研究了加纳托尔凯塞组合窗三峰插值快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)谐波分析算法。通过对Nuttall窗和Kaiser窗赋以一定的权重系数来构造组合窗的频谱函数，结合计算准确度高且运算速度快的三峰插值法，进行多项式拟合逼近，求得最优的插值修正公式，由此推导出含有谐波分量的信号的各个参数计算公式。基于Matlab计算软件平台的仿真结果，表明了该组合窗三峰插值FFT算法有很强的频谱泄漏抑制能力和很小的幅值相位相对误差，极大提高了参数的计算精度，相比加经典窗函数的插值算法，计算精度提高2～3个数量级。并将该算法应用到电能质量监测装置上，通过对比实验，验证了算法的可行性与实用性。