本發(fā)明涉及一種畸變頻譜校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析方法，特別涉及一種飛機(jī)高壓直流供電適應(yīng)性試驗(yàn)設(shè)備畸變頻譜校準(zhǔn)不確定度分析方法，屬于電學(xué)測量
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：飛機(jī)高壓直流供電特性適應(yīng)性試驗(yàn)設(shè)備的核心是可程控的多功能高準(zhǔn)確度大功率直流電源，能在計算機(jī)的控制下，產(chǎn)生并仿真高壓直流供電系統(tǒng)在正常、轉(zhuǎn)換、供電中斷、非正常、應(yīng)急、啟動、供電故障等六種飛機(jī)供電系統(tǒng)工作狀態(tài)下的實(shí)際輸出。對于畸變頻譜項目來說，飛機(jī)高壓直流供電特性適應(yīng)性試驗(yàn)設(shè)備仿真輸出一個高壓直流信號疊加了若干交流正弦波小信號的波形，其校準(zhǔn)過程主要涉及數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析兩個階段。采集過程主要由寬帶功率分析儀完成，數(shù)據(jù)分析過程包括數(shù)據(jù)的加窗截斷以及對截斷信號的快速傅里葉變換，從而得到各頻點(diǎn)交流小信號的幅度值。為了使校準(zhǔn)結(jié)果能夠溯源至國家基準(zhǔn)，必須對畸變頻譜的校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的不確定度分析。而目前，國內(nèi)外均缺乏對畸變頻譜校準(zhǔn)結(jié)果不確定度分析的相關(guān)研究。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種畸變頻譜校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析方法，確定了校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度來源并完成了各個不確定度分量的計算，完成了畸變頻譜校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種畸變頻譜校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析方法，具體步驟如下：步驟一、基于快速傅里葉變換對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時窗函數(shù)旁瓣的頻譜泄露所產(chǎn)生的不確定度u1的計算；由于非整周期采樣以及對采集信號的加窗截斷造成的頻譜泄露情況所產(chǎn)生的不確定度，能夠根據(jù)窗函數(shù)的第一旁瓣相對于主瓣幅值的衰減值B進(jìn)行計算；主瓣的幅度為Vx，第一旁瓣的幅度為VY，則B與二者的關(guān)系如下式：B值根據(jù)窗函數(shù)的類型能夠查詢到，Vx作為被測設(shè)備的設(shè)置值是已知的，根據(jù)上式能夠計算得到VY，按均勻分布計算頻譜泄露造成的不確定度貢獻(xiàn)，則步驟二、測試系統(tǒng)非線性所產(chǎn)生的不確定度u2的計算；1)、兩個正弦波信號f1、3V和f2、3V混合通過校準(zhǔn)系統(tǒng)，測得兩個正弦波信號三階交調(diào)點(diǎn)2·f1-f2、2·f2-f1、2·f1+f2和2·f2+f1的幅度V1、V2、V3和V4，四個幅度值既有校準(zhǔn)系統(tǒng)非線性的貢獻(xiàn)，也有來自于快速傅里葉變換過程中的頻譜泄露的貢獻(xiàn)；2)、兩個正弦波信號分別通過校準(zhǔn)系統(tǒng)，同樣分別計算2·f1-f2、2·f2-f1、2·f1+f2和2·f2+f1的幅度；頻率為f1的信號通過后得到的幅度為V11、V12、V13和V14；頻率為f2的信號通過后得到的幅度為V21、V22、V23和V24；對兩組數(shù)據(jù)對應(yīng)位置相加得到V1'＝V11+V21、V2'＝V12+V22、V3'＝V13+V23和V4'＝V14+V24；這時三階交調(diào)點(diǎn)處的幅度值主要來自于快速傅里葉變換過程中的頻譜泄露；3)、則兩個正弦波信號三階交調(diào)點(diǎn)處校準(zhǔn)系統(tǒng)非線性的貢獻(xiàn)ΔV＝V1-V1'+V2-V2'+V3-V3'+V4-V4'，按均勻分布計算準(zhǔn)系統(tǒng)非線性部分不確定度貢獻(xiàn)量，則步驟三、擴(kuò)展不確定度U的計算。1)、根據(jù)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc與所述不確定度分量u1和u2之間的關(guān)系式，在u1和u2相互獨(dú)立的情況下可知，2)、根據(jù)擴(kuò)展不確定度U與合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc以及擴(kuò)展因子k(由置信概率P決定，可查表獲得)的關(guān)系式可知，U＝k·uc獲得擴(kuò)展不確定度U之后，即可確定畸變頻譜的校準(zhǔn)結(jié)果M以P的概率落在區(qū)間(M-U，M+U)內(nèi)，至此，校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析完畢。附圖說明圖1為實(shí)施例1的飛機(jī)高壓直流供電適應(yīng)性試驗(yàn)設(shè)備畸變頻譜校準(zhǔn)過程。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1飛機(jī)高壓直流供電適應(yīng)性試驗(yàn)設(shè)備仿真輸出的畸變頻譜信號構(gòu)成如表1所示。表1：畸變頻譜信號各頻率正弦波信號幅值畸變頻率(Hz)畸變幅值畸變頻率畸變幅值10(0V.r3m16s)5(0H0z)0(3V.r1m62s)250.50065002.433500.562100001.581600.775200000.7752501.581500000.56210003.1621000000.50017003.1622000000.31620003.1623000000.316如圖1所示，對該信號的校準(zhǔn)過程為：用寬帶功率分析儀對疊加了表1所示信號的高壓直流信號進(jìn)行采集，采樣頻率為2MHz，采樣時間設(shè)為1s。對采集數(shù)據(jù)加布萊克曼窗并作FFT運(yùn)算得到各頻率點(diǎn)的信號幅值如表2所示。表2：畸變頻譜信號各頻率正弦波信號幅值校準(zhǔn)結(jié)果步驟一，所述u1的計算過程如下：用于截斷信號的所述窗函數(shù)為布萊克曼窗，經(jīng)查其第一旁瓣相對于主瓣幅值的衰減值B＝60dB。所述主瓣的幅度VX如表2所示，所述第一旁瓣的幅度設(shè)為VY，則根據(jù)下式：可得VY如表3所示:表3：畸變頻譜信號各頻率第一旁瓣幅度畸變頻率(Hz)VY(Vrms)畸變頻率VY(Vrms)100.0003165(0H0z)00.003161250.000565000.002433500.000562100000.001581600.000775200000.0007752500.001581500000.00056210000.0031611000000.000517000.0031612000000.00031620000.0031613000000.000316所述則u1如表4所示:表4：采用布萊克曼窗函數(shù)時計算得到的u1步驟二，所述u2的計算過程如下：所述的f1和f2的選擇分別為50Hz、60Hz，其三階交調(diào)點(diǎn)分別為40Hz、70Hz、160Hz和170Hz，兩信號混合通過校準(zhǔn)系統(tǒng)后三階交調(diào)點(diǎn)處測得的所述V1、V2、V3和V4分別為0.00023V、0.00022V、0.00019V和0.00025V；令50Hz信號通過校準(zhǔn)系統(tǒng)后三階交調(diào)點(diǎn)處測得的所述V11、V12、V13和V14分別為0.00006V、0.00004V、0.00003V和0.00008V；令60Hz信號通過校準(zhǔn)系統(tǒng)后三階交調(diào)點(diǎn)處測得的所述V21、V22、V23和V24分別為0.00003V、0.00005V、0.00004V和0.00006V；兩組數(shù)據(jù)對應(yīng)位置相加得到所述V1'＝V11+V21＝0.00009V、V2'＝V12+V22＝0.0009V、V3'＝V13+V23＝0.00007V和V4'＝V14+V24＝0.00014V；之后計算所述ΔV＝V1-V1'+V2-V2'+V3-V3'+V4-V4'＝0.0005V，按均勻分布，所述步驟三、所述U的計算過程如下：首先根據(jù)所述所述uc與u1和所述u2的關(guān)系式，得到所述uc如表5所示：表5：校準(zhǔn)結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc查詢所述置信概率P與k的關(guān)系可知，當(dāng)置信概率P＝95％時，k＝2。而工程應(yīng)用中，95％已經(jīng)足夠，由此可得到U如表6所示：表6：校準(zhǔn)結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度U由表2和表6可對校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行分析，當(dāng)頻率為1000Hz時，校準(zhǔn)結(jié)果以95％的概率落在區(qū)間(3.155，3.167)內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3