K-S变换及其电网超谐波时频分析应用

摘要

依据FFT→优化窗→IFFT思路，突破线性时频变换的窗函数积分性能桎梏，实现高性能优化窗函数的线性时频变换应用，建立新型时频变换算法——K-S变换.对信号x(t)的FFT频谱向量进行频移处理后，与该频移点下Kaiser优化窗的频谱向量进行Hadamard乘积，再将乘积结果进行FFT逆变换（IFFT），构造出K-S变换复时频矩阵，由此获得x(t)的时间-频率-幅值、时间-频率-相位三维信息；给出逆变换的数学推导与局部性质、线性性质和变分辨率特性；0～150 kHz电网的稳态与时变超谐波信号仿真实验表明，K-S变换的时域、频域分辨能力均优于流行的短时傅里叶变换、S变换，具有优良的变分辨率性能；0～40 kHz超谐波信号的实测证明，基于K-S变换的超谐波电压幅值测量绝对误差均小于0.032 3 V.

关键词

K-S变换 / 时频分析 / Kaiser优化窗 / 变分辨率特性 / 电网超谐波