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采样频率和时间序列长度对辨识结果的影响

时间:2022-11-02 百科知识 版权反馈
【摘要】:根据Niquist采样定理,采样频率大于信号最高频率的2倍时,才不会产生频谱混叠现象。更高的采样频率没有必要,一方面不利于拟合速度,另一方面可能导致拟合结果变差。选择采样频率为4倍最高频率时,辨识精度已经可以满足要求,进一步增大采样频率,其分析的结果和更改采样频率所得出的结果几乎没有差别。当采样频率过高时,辨识精度反而下降,计算量增大,耗时增大两个数量级,并且过密的采样会引入更多不必要的高频信号。

电力系统中,功率、功角等都是连续信号,而Prony方法是建立在离散预测模型基础上的,所以,需要对连续信号进行采样,用等时间间隔的离散信号来代替。根据Niquist采样定理,采样频率大于信号最高频率的2倍时,才不会产生频谱混叠现象。实际应用中,采样频率刚刚大于2倍最高频率还不够,而是应该有相当的裕度,一般取5~7倍,甚至更高[187]。在低频振荡分析中,关心的频率段为0.2~2.5Hz,为此选取10~20Hz进行采样,采样周期为0.1~0.05秒即可。更高的采样频率没有必要,一方面不利于拟合速度,另一方面可能导致拟合结果变差。

仍采用式(2-28)测试信号分析采样频率对Prony分析的影响。

Prony结果如表2-6所示。

表2-6 不同采样频率Prony分析结果比较

所示信号的最高频率为2.25Hz,从上表可以看出,当采样频率低于或刚刚为2倍信号最高频率时,Prony辨识不出主导频率,说明采样频率的选择的确应该满足采样定理并保留有相当的裕度。选择采样频率为4倍最高频率时,辨识精度已经可以满足要求,进一步增大采样频率,其分析的结果和更改采样频率所得出的结果几乎没有差别。当采样频率过高时,辨识精度反而下降,计算量增大,耗时增大两个数量级,并且过密的采样会引入更多不必要的高频信号。低频振荡的频率为0.2~2.5Hz,所以实际系统中输入信号的采样率不必过高,可选用10~20Hz采样频率。

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