【适用于电力系统和音频系统】计算信号的总谐波失真 （THD）（Matlab代码实现）

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本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

3 参考文献

4 Matlab代码实现

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1 概述

对于电力系统和音频系统，计算信号的总谐波失真是一个重要的研究课题。总谐波失真是指信号中所有谐波分量的总和，它可以表征信号质量和系统性能的指标。

在电力系统中，各种电子设备和非线性负载产生的谐波会对电网造成干扰，导致电流和电压的失真。通过对信号进行谐波分析和总谐波失真的计算，可以评估电力系统的谐波污染情况，并制定相应的措施来降低谐波水平，保证电力网络的稳定运行。

在音频系统中，音频信号的总谐波失真会对音质产生影响。谐波失真会引入额外的频谱成分，使得音频信号变得不纯净，影响听音效果。通过计算信号的总谐波失真，可以评估音频系统的音质，并设计合适的音频处理算法或设备来减少谐波失真，提高音频的质量。

计算信号的总谐波失真是电力系统和音频系统中重要的研究内容，它对评估系统性能和信号质量起着关键的作用，为优化系统设计和改善用户体验提供了指导。

2 运行结果

部分代码：

% check square wave:
'square wave example'
freq = 10; % Hz
number_of_cycles = 4;
dt = 0.0001;
t = 0:dt:(number_of_cycles/freq);
x = (mod(t,1/freq) < 0.5/freq);
x = 1*(2*x-1);
[ THD_square, ph, amp ] = compute_THD( t,x, freq );

plot(t,x); xlabel('t [sec]'); title('square wave'); ylim([-1.1 1.1]);
[THD_square,  ph*180/pi,  amp]

%%% double check THD of square wave using the fourier series:
n = 1:10000;
freq_vec = freq*n;  % fourier series frequency vector
amp_vec = (4/pi)  * (1./n).*(mod(n,2)==1);
% compute THD by definition:
THD_square_theoretical = (sum(amp_vec(2:end).^2) / amp_vec(1)^2)^0.5;
THD_square_theoretical

3 参考文献

文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。

[1]杨德友,王博,蔡国伟,等.适用于电力系统非平稳功率振荡信号特征提取的自适应迭代滤波算法研究[J].中国电机工程学报, 2016, 36(20):9.DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.152834.

[2]黄传金,曹文思,陈铁军,等.局部均值分解在电力系统间谐波和谐波失真信号检测中的应用[J].电力自动化设备, 2013(9).DOI:10.3969/j.issn.1006-6047.2013.09.013.

4 Matlab代码实现