【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種交流可變頻率隨機脈寬調制方法、系統、設備及介質，屬于通信工程和電力轉換領域。
技術介紹
1、pwm(pulse?width?modulation，脈寬調制)是一種常用的調制技術，它通過改變脈沖的寬度來模擬模擬信號的波形。在電力電子領域中，pwm技術廣泛應用于逆變器、電機控制等場合。然而，傳統的pwm技術存在諧波含量較高、頻譜分布不夠均勻等問題，這會對電機的運行效率和噪聲水平產生不利影響。
2、線性反饋移位寄存器(lfsr)是一種偽隨機數生成器，它利用線性反饋函數來生成偽隨機序列。交流可變頻率隨機脈寬調制(ac-variable?frequency?random?pulse?widthmodulation)是一種脈寬調制技術，首先利用lfsr生成隨機頻率的載波。具體地，通過lfsr產生的偽隨機序列來控制載波發生器的時鐘頻率，從而生成具有隨機頻率的載波。這些載波被用來與調制信號進行比較，以產生pwm波形。
3、傳統pwm方法：如spwm，由于載波信號是固定的，因此容易產生諧波問題。這些諧波可能會對電機和電網造成不良影響，如振動、噪聲和功率損失。
4、現有技術如專利號為“cn114401052b”的中國專利公開了一種5電平rf-pwm的調制方法及調制器。該方法包括以下步驟：采用幅相分離算法將基帶信號中i信號和q信號分解為歸一化的幅度信號和相位信號；根據射頻載波頻率和所述相位信號生成第一路參考信號和第二路參考信號；根據所述幅度信號生成門限信號；將所述第一路參考信號與所述門限信號進行比
5、上述現有技術存在的問題是，涉及幅相分離算法、生成門限信號等，整體實現相對復雜，算法的實現和調試難度較高。在處理特定信號時可能對輸入信號的幅度和相位變化敏感，這限制了系統對不同類型信號的適應能力。幅相分離可能引入額外的信號干擾或失真，特別是在較低信噪比條件下(如在復雜環境下)。
技術實現思路
1、為了解決上述現有技術中存在的問題，本專利技術提出了一種交流可變頻率隨機脈寬調制方法、系統、設備及介質。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一方面，本專利技術提供了一種交流可變頻率隨機脈寬調制方法，包括以下步驟：
4、使用兩個線性反饋移位寄存器生成第一偽隨機二進制序列與第二偽隨機二進制序列；
5、設計數字模塊，所述數字模塊為派生時鐘發生器，派生時鐘發生器包括三角載波發生器、正弦載波發生器和反正弦載波發生器；其中，三角載波發生器采用上下計數器設計，正弦載波發生器和反正弦載波發生器采用預設的采樣率順序執行設計；
6、通過第一基礎頻率f1＝2khz、第二基礎頻率f2＝4khz、第三基礎頻率f3＝3khz、第一偽隨機二進制序列以及第二偽隨機二進制序列，使用預設的載波頻率公式，計算隨機頻率；
7、根據隨機頻率以及數字模塊，得到頻率分別為400khz、300khz和200khz的時鐘信號；
8、根據時鐘信號結合三角載波發生器、正弦載波發生器和反正弦載波發生器，產生隨機頻率的載波信號；
9、將隨機頻率的載波信號應用于交流可變頻率隨機脈寬調制的生成過程，實現隨機脈寬調制控制。
10、作為優選實施方式，所述預設的載波頻率公式為：
11、fr＝prbs1×prbs2×f1+prbs1×prbs2×f2+prbs1×prbs2×f3；
12、其中，prbs1表示第一偽隨機二進制序列，prbs2表示第二偽隨機二進制序列，fr表示隨機頻率。
13、作為優選實施方式，所述的三角載波發生器、正弦載波發生器和反正弦載波發生器，通過數字設計仿真工具進行仿真驗證。
14、作為優選實施方式，還包括對生成隨機頻率的載波信號進行性能評估的步驟：
15、包括評估指標諧波擴頻因子hsf和功率譜密度psd；
16、其中，hsf通過統計偏差的概念進行計算，以評估隨機脈寬調制的諧波擴散效應；psd則通過振動分析對電機進行狀態監測；
17、
18、其中，hj為第j次諧波的振幅，h0為所有n-1次諧波的平均值。
19、另一方面，本專利技術還提供了一種交流可變頻率隨機脈寬調制系統，包括：
20、偽隨機二進制序列模塊：使用兩個線性反饋移位寄存器生成第一偽隨機二進制序列與第二偽隨機二進制序列；
21、數字模塊：設計數字模塊，所述數字模塊為派生時鐘發生器，派生時鐘發生器包括三角載波發生器、正弦載波發生器和反正弦載波發生器；其中，三角載波發生器采用上下計數器設計，正弦載波發生器和反正弦載波發生器采用預設的采樣率順序執行設計；
22、隨機頻率生成模塊：通過第一基礎頻率f1＝2khz、第二基礎頻率f2＝4khz、第三基礎頻率f3＝3khz、第一偽隨機二進制序列以及第二偽隨機二進制序列，使用預設的載波頻率公式，計算隨機頻率；
23、時鐘信號生成模塊：根據隨機頻率以及數字模塊，得到頻率分別為400khz、300khz和200khz的時鐘信號；
24、隨機頻率的載波信號生成模塊：根據時鐘信號結合三角載波發生器、正弦載波發生器和反正弦載波發生器，產生隨機頻率的載波信號；
25、調制模塊：將隨機頻率的載波信號應用于交流可變頻率隨機脈寬調制的生成過程，實現隨機脈寬調制控制。
26、再一方面，本專利技術還提供一種電子設備，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如本專利技術任一實施例所述的交流可變頻率隨機脈寬調制方法。
27、再一方面，本專利技術還提供一種計算機可讀存儲介質，用于存儲一個或者多個程序，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執行時，使得所述一個或多個處理器實現如本專利技術任一實施例所述的交流可變頻率隨機脈寬調制方法。
28、本專利技術具有如下有益效果：
29、本專利技術使用兩個線性反饋移位寄存器(lfsr)生成的偽隨機二進制序列，能夠提供良好的隨機性。這種隨機性在加密、調制和信號處理等領域具有重要意義，能夠提高系統的安全性。通過調整不同的基礎頻率(f1、f2、f3)，能夠靈活生成多種頻率信號，這種靈活性適應了多種應用環境的需求，增強了系統的通用性。通過隨機頻率的載波信號實現交流可變頻率隨機脈寬調制，這種獨特的調制方式可有效降低系統的電磁干擾，增強信號的穩健性，特別是在電力電子和電機驅動應用中表現出色。
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1.一種交流可變頻率隨機脈寬調制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制方法，其特征在于，所述預設的載波頻率公式為：
3.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制方法，其特征在于，所述的三角載波發生器、正弦載波發生器和反正弦載波發生器，通過數字設計仿真工具進行仿真驗證。
4.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制方法，其特征在于，還包括對生成隨機頻率的載波信號進行性能評估的步驟：
5.一種交流可變頻率隨機脈寬調制系統，其特征在于，包括：
6.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制系統，其特征在于，所述隨機頻率生成模塊，預設的載波頻率公式為：
7.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制系統，其特征在于，所述數字模塊，三角載波發生器、正弦載波發生器和反正弦載波發生器，通過數字設計仿真工具進行仿真驗證。
8.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制系統，其特征在于，還包括性能評估模塊：對生成隨機頻率的載波信號進行性能評估的步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種交流可變頻率隨機脈寬調制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制方法，其特征在于，所述預設的載波頻率公式為：
3.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制方法，其特征在于，所述的三角載波發生器、正弦載波發生器和反正弦載波發生器，通過數字設計仿真工具進行仿真驗證。
4.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制方法，其特征在于，還包括對生成隨機頻率的載波信號進行性能評估的步驟：
5.一種交流可變頻率隨機脈寬調制系統，其特征在于，包括：
6.根據權利要求1所述的交流可變頻率隨機脈寬調制系統，其特征在于，所述隨機頻率生成模塊，預設的載波頻率公式為：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：許有志，羅順輝，陳清雷，李濤，譚阿峰，金自力，蔡璋平，
申請(專利權)人：福建網能科技開發有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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