Преобразование Фурье и прогнозирование., Как сделать БПФ и ИБПФ, чтобы компенсировать в реальном времени. Опции

[syoma]

Народ может кто подскажет?
Работаем с сетью и компенсируем гармоники тока.
В настоящий момент это работает следующим образом:
Запоминается 1 период 20мс, затем из него получаем 1024точечное преобразование Фурье, выбираем нужные и выкидываем ненужные гармоники и делаем из этого обратное преобразование Фурье. В результате получается компенсирующий ток, который после вычитания тока сети дает синусоиду.
Проблема в том, что из-за того, что Фурье требует время для подсчета, то результат всегда является устаревшим по отношению к текущему току и приходится задерживать воздействие на 1 период. Это нормально для пост. нагрузки, но при изменении нагрузки идет задержка на 1 период.
Вопрос: можно ли как нибудь спрогнозировать с помощью преобразования Фурье или какими.то другими методами, какой будет сигнал на момент, когда все подсчитается, чтобы компенсировать в реальном времени?

[Stanislav]

Вопрос: можно ли как нибудь спрогнозировать с помощью преобразования Фурье или какими.то другими методами, какой будет сигнал на момент, когда все подсчитается, чтобы компенсировать в реальном времени?

Если нужно компенсировать гармоники в реалтайме и без задержек, то и выделять их надо без задержек.
Есть такой термин: алгоритмическая задержка. Вводится он для того, чтобы показать нижнюю грань запаздывания результата по отношению к исходным данным. Мощность вычислителя считается при этом бесконечной (время на "абсчёт"=0, задержки АЦП и ЦАП также =0). Кстати, интересно было бы знать, какой конкретно АЦП Вы применяете.
Выделение гармоники и её компенсация должны производиться с нулевой алгоритмической задержкой. Это означает выделение гармоник прямым вычитанием. "Мгновенную" компенсацию, однако, сделать невозможно практически, из-за конечной мощности вычислителя и ненулевым запаздыванием в процессах А-Ц-А преобразования.
Поэтому, как и писали уже, нужно сделать адаптивный генератор с достаточно малым временем адаптации (скорее всего, её нужно будет делать нелинейной, с разными скоростями на стационарных и переходных участках). Собственно, он и будет решать задачу прогнозирования.
Опять-таки, из-за конечности времени вычислительных задержек, в нестационарных условиях эффективно могут быть подавлены только низшие гармоники.

Вот лично мне непонятно почти все, что Вы написали, а также, что Вы хотите...
Предсказывать будущее? Это к гадалкам - только они знают все причинно-следственные связи... в электросетях, в том числе...

Таня, вместо того, чтобы флудить, изучите, например, как работает усилитель с отрицательной обратной связью. Обратная связь она тоже, того, будущего не знает. Однако, усилитель всё же работает.

..........................................................................
Данную задачу можно решить и в аналоге. Получится проще, и, по-моему, гораздо точнее и надёжнее.
Если есть интерес - могу рассказать подробнее, как это нужно делать.

[_Pasha]

Есть такой термин: алгоритмическая задержка.

Там еще задержка по выходу, обусловленная максимальной частотой ШИМ = 20кГц. И аналогом там ничего не сделать из-за огромных коммутационных помех при переключении IGBT транзисторов. А выход у нас - ступенчатая функция. Вот...

[Stanislav]

Там еще задержка по выходу, обусловленная максимальной частотой ШИМ = 20кГц. И аналогом там ничего не сделать из-за огромных коммутационных помех при переключении IGBT транзисторов. А выход у нас - ступенчатая функция. Вот...

Э-э, не совсем понял...
В каких отношениях Вы состоите с автором темы? Он про это ничего не писал...

PS. По существу:
Аналог принципиально быстрее любой цифири. Если не удастся сделать в аналоге, то о цифровых методах лучше вообще забыть.

[_Pasha]

Э-э, не совсем понял...
В каких отношениях Вы состоите с автором темы? Он про это ничего не писал...

Это реалии современной силовой электроники. В смысле, когда рассматриваем реализацию, имеем ввиду одно схемное решение. Остальных не существует

Самый старый отсчет уходит в порт вывода(ну как фильтр FIR). Заносим новый отсчет - картина та же, снова имеем 1024 отсчета... и т.д. и т.п.

Дык задержка уже присутсвует по определению. Получается, что новый отсчет, ессно, отражает актуальные изменения, но общее решение базируется на предыдущих 1023 отсчетах.
С математической точки зрения Вас должна интересовать та часть спектра, которая в области отрицательных частот. По идее все, что касается будущего поведения сигнала, находится там. Но, к сожалению, это не имеет физического смысла.

По поводу нагрузок типа моста частотника. Получается, что при изменении нагрузки, пока не будет прорисована амплитуда первой гармоники, ничего понять нельзя. Т.е. это 1/4 периода ?

[DRUID3]

Это реалии современной силовой электроники. В смысле, когда рассматриваем реализацию, имеем ввиду одно схемное решение. Остальных не существует
Дык задержка уже присутсвует по определению. Получается, что новый отсчет, ессно, отражает актуальные изменения, но общее решение базируется на предыдущих 1023 отсчетах.
С математической точки зрения Вас должна интересовать та часть спектра, которая в области отрицательных частот. По идее все, что касается будущего поведения сигнала, находится там. Но, к сожалению, это не имеет физического смысла.

По поводу нагрузок типа моста частотника. Получается, что при изменении нагрузки, пока не будет прорисована амплитуда первой гармоники, ничего понять нельзя. Т.е. это 1/4 периода ?

Ну, и какая при этом алгоритмическая задержка получится?

"0"-ая по отношению к изменениям сигнала - сэмпл внесший лепту тутже будет обработан - т.е. в принципе то что расстроило автора - артефакты - будут минимальны. Для систем не в составе ОС - супер просто (радиолокация, связь, обработка речи) и самое интересное в чистом виде никогда практически не применяется из-за мегаресурсопотребления. Но для контура обратной связи конечно она останется 1024 сэмпла. А что? Никто же не спорит.