1 Тема от faris (2023-01-17 21:22:41 отредактировано faris)

  • faris
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2023-01-17
  • Сообщений: 4
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Анализ ДПФ - Скачок фазы

Здравствуйте!

Стараюсь ознакомиться с методиками формирования ортогональных составляющих входных сигналов для релейной защиты. В связи с отсутствием знаний по курсу цифровой обработки сигнала, не могу оценить адекватность данных, получаемых при применении ДПФ к входному сигналу.  Если быть точнее, вызывают подозрения скачки фазы в начальной области времени (t >= 0), при этом значения фазы в области скачков не превышает ±90 градусов.

Хотелось бы узнать с чем может быть связано подобное резкое изменение фазы. Рассматриваемый мной пример прикреплён к сообщению.

Post's attachments

ДПФ.xls 590.5 Кб, 24 скачиваний с 2023-01-17 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

2 Ответ от Vikarsentie (2023-01-17 22:24:39 отредактировано Vikarsentie)

  • Vikarsentie
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-02-02
  • Сообщений: 224
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

Все норм. Так и должно быть.

UPD: См.картинку. Там нач.фаза другая, поэтому уст.значение другое, но явно характер процесса полностью аналогичен.
https://i.imgur.com/fkNqdAx.png https://i.imgur.com/fkNqdAx.png

С уважением.

3 Ответ от retriever

  • retriever
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-11-26
  • Сообщений: 3,202
  • Репутация : [ 14 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

=ATAN2(СУММ(D5:D204);(СУММ(E5:E204)+0,000001))*180/ПИ()

По-моему, проблема в этой 0,000001
Нужно поставить что-то типа
=ЕСЛИ(СУММ(E6:E205)<>0;ATAN2(СУММ(D6:D205);(СУММ(E6:E205)))*180/ПИ();0)

4 Ответ от Vikarsentie (2023-01-18 10:44:40 отредактировано Vikarsentie)

  • Vikarsentie
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-02-02
  • Сообщений: 224
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

retriever, Ответ отрицательный.
faris, У вас видна только 1 точка, поэтому выглядит скачком. Если вы сделаете "дикую" дискретность, например 1М, и растянете возле этой точки по времени, то увидите вполне хорошую и красивую кривульку изменения фазы.
Про плюс минус 90: это не совсем верное утверждение.
retriever, справедливости ради надо сказать, что вроде как сейчас увидел там у ТС несколько скачков. Дело в том, что (по крайней мере мне) редактировать выложенный файл не дает. Файл будто бы защищен. И потому не могу в экселе растянуть и точно посмотреть. Нужен незащищенный файл. Но 1 скачок там должен быть по принципу действия. А вот если у него их там несколько - тот тогда retriever, скорее всего прав.

С уважением.

5 Ответ от retriever (2023-01-18 12:50:28 отредактировано retriever)

  • retriever
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-11-26
  • Сообщений: 3,202
  • Репутация : [ 14 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

У 0 нет фазы, atan(0/0)=??
Поэтому, если доаварийный ток поставить 0, то фаза его неопределенная. Но т.к. она какая-то должна быть, то она по умолчанию принимается чему-то, например 0.
Затем в окно фильтра попадают аварийные отсчеты, и вполне может быть скачок фазы, т.к. совершенно необязательно аварийная кривая будет иметь фазу 0, тем более при переходном процессе в фильтре, когда там есть аварийные и доаварийные отсчеты.

У ТС в файле нули фазы в доаварийном режиме заданы директивно, а первое значение, где тоже должен получиться 0, там вот эта 0,000001. И получается скачок №1.
А второй скачок уже, видимо, по принципу действия, т.е. так и должно быть.
А третий скачок - видимо, из-за того, что синусоида с экспонентой в самом начале чуть-чуть уезжает в отрицательную часть....
http://rzia.ru/uploads/images/4731/96284e8b1fe138b36686c7bda43115ac.png http://rzia.ru/uploads/images/4731/96284e8b1fe138b36686c7bda43115ac.png


Vikarsentie писал(а): ↑
2023-01-18 08:39:40

Дело в том, что (по крайней мере мне) редактировать выложенный файл не дает. Файл будто бы защищен.

Наверное, нужно проверить настройки экселя. У меня какое-то предупреждение идет, но я нажимаю разрешить редактирование и все ок.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 Ответ от Vikarsentie

  • Vikarsentie
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-02-02
  • Сообщений: 224
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

retriever писал(а): ↑
2023-01-18 12:43:15

Наверное, нужно проверить настройки экселя. У меня какое-то предупреждение идет, но я нажимаю разрешить редактирование и все ок.

Спасибо. Файл посмотрел. Там и правда в отрицательную сторону сперва синус вылезает.

retriever писал(а): ↑
2023-01-18 12:43:15

У 0 нет фазы, atan(0/0)=??
Поэтому, если доаварийный ток поставить 0, то фаза его неопределенная. Но т.к. она какая-то должна быть, то она по умолчанию принимается чему-то, например 0.
Затем в окно фильтра попадают аварийные отсчеты, и вполне может быть скачок фазы, т.к. совершенно необязательно аварийная кривая будет иметь фазу 0, тем более при переходном процессе в фильтре, когда там есть аварийные и доаварийные отсчеты.

Железно!

С уважением.

7 Ответ от hitakiry

  • hitakiry
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2015-01-20
  • Сообщений: 392
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

faris писал(а): ↑
2023-01-17 21:21:07

Если быть точнее, вызывают подозрения скачки фазы в начальной области времени (t >= 0), при этом значения фазы в области скачков не превышает ±90 градусов.

Хотелось бы узнать с чем может быть связано подобное резкое изменение фазы.

а вас не смущает, что функция задана как

i1(B4)=КОРЕНЬ(2)*50*(EXP(-B4/0,12)-COS(2*ПИ()*50*B4))

а фаза -90°? Это правильно, если вы используете синусный алгоритм, и не правильно, если косинусный.

retriever писал(а): ↑
2023-01-18 01:02:04

По-моему, проблема в этой 0,000001
Нужно поставить что-то типа
=ЕСЛИ(СУММ(E6:E205)<>0;ATAN2(СУММ(D6:D205);(СУММ(E6:E205)))*180/ПИ();0)

согласен с retriever: вы специально добавили 0,00001, чтобы excel не выдал ошибку на arctg(0/0), но это не правильно, если 0/0, то фазу нужно принимать 0. Такая ситуация только в первой точке, дальше все норм.

8 Ответ от Vikarsentie

  • Vikarsentie
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-02-02
  • Сообщений: 224
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

hitakiry писал(а): ↑
2023-01-18 14:31:20

Это правильно, если вы используете синусный алгоритм, и не правильно, если косинусный.

Что вы имеете ввиду???
Фаза тока (периодического) у ТС вроде правильная. И с косинусом тоже все норм. Я конечно не проверял посимвольно, но по графикам все (почти) хорошо.

С уважением.

9 Ответ от hitakiry (2023-01-18 16:06:18 отредактировано hitakiry)

  • hitakiry
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2015-01-20
  • Сообщений: 392
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

Vikarsentie писал(а): ↑
2023-01-18 14:58:06

Что вы имеете ввиду???

f(t) = a0 + сумм(ak*cos(qwt) + bk*sin(qwt)) = a0 + сумм(Ak*cos(qwt+fk)) = a0 + сумм(Ak*sin(qwt+фk)), где фk = fk + 90

Другими словами sin(f) = cos(f - 90°) и наоборот cos(f) = sin(f + 90°), т.е. если фаза считается относительно sin(f), то все ок, если cos(f), то не верно.

Понятно, что формула fk = -arctg(bk/ak) - говорит, что мы пользуемся синусным алгоритмом. Просто смутило, что у функции задан косинус, а мы пользуемся синусным алгоритмом, т.е. функция i1(t)=КОРЕНЬ(2)*50*(EXP(-t/0,12)-COS(w*t)), т.е. фаза как бы 180°, поскольку используется функция cos, а видим -90.

10 Ответ от Vikarsentie

  • Vikarsentie
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-02-02
  • Сообщений: 224
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

Не. Синус. На практике косинус распространен?
PS: К тому же ровно эта формула и по ГОСТам гуляет.

С уважением.

11 Ответ от ПАУтина

  • ПАУтина
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-12-27
  • Сообщений: 3,121
  • Репутация : [ 5 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

Vikarsentie писал(а): ↑
2023-01-18 21:03:02

Не. Синус. На практике косинус распространен?
PS: К тому же ровно эта формула и по ГОСТам гуляет.

ГОСТ ГОСТ-ом..., но
hitakiry
о чём говорит, о том, что применение синусного или косинусного преобразования зависит от начальной фазы сигнала.
попробуйте сами применить косинусное к чистому синусу и наоборот синусное к косинусу, и оба к сигналу с фазой 45гр.
реально же преобразование начинается с любой фазы входного сигнала...

12 Ответ от Пользователь

  • Пользователь
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-09-01
  • Сообщений: 1,062
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

Vikarsentie писал(а): ↑
2023-01-18 21:03:02

На практике косинус распространен

Для СВИ (синхронизированные векторные измерения)
при смене секунды UTC (Coordinated Universal Time)
косинус имеет максимум (фаза равна нулю)

13 Ответ от hitakiry

  • hitakiry
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2015-01-20
  • Сообщений: 392
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

Vikarsentie писал(а): ↑
2023-01-18 21:03:02

К тому же ровно эта формула и по ГОСТам

а ГОСТ не подскажете, я че то по ЦОС ГОСТы не юзал, а вообще скорее всего так и есть - тоже чаще всего встречал синусный алгоритм.

14 Ответ от Vikarsentie (2023-01-19 10:20:00 отредактировано Vikarsentie)

  • Vikarsentie
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-02-02
  • Сообщений: 224
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Анализ ДПФ - Скачок фазы

Не. ГОСТов на ЦОС нет. Эта формула приводимая ТС есть в ГОСТах связанных в первую очередь с трансформаторами тока и их выбором. В т.ч. и IEC'ах.

Добавлено: 2023-01-19 10:19:29

ПАУтина писал(а): ↑
2023-01-19 00:09:10

hitakiry, о чём говорит, о том, что применение синусного или косинусного преобразования зависит от начальной фазы сигнала.
попробуйте сами применить косинусное к чистому синусу и наоборот синусное к косинусу, и оба к сигналу с фазой 45гр.

Ок.

ПАУтина писал(а): ↑
2023-01-19 00:09:10

реально же преобразование начинается с любой фазы входного сигнала...

Несомненно. В реальной жизни, в реальном времени.

С уважением.