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TDengine 数学函数 ASIN() 用户手册

news 2025/10/11 14:09:30

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ASIN 函数用户手册

ASIN(expr)

功能说明

返回指定字段的反正弦值(单位:弧度)。

返回结果类型

DOUBLE。

适用数据类型

数值类型(TINYINT、SMALLINT、INT、BIGINT、FLOAT、DOUBLE 及其无符号类型)。

嵌套子查询支持

适用于内层查询和外层查询。

适用于

表和超级表。

使用说明

若 expr 为 NULL,返回 NULL。
返回值的范围为 [-π/2, π/2](约 -1.5708 到 1.5708)。
只能与普通列、选择(Selection)、投影(Projection)函数一起使用,不能与聚合(Aggregation)函数一起使用。

使用示例

假设有以下智能电表表结构:

CREATE DATABASE power;
USE power;CREATE STABLE meters (ts TIMESTAMP,current FLOAT,voltage INT,phase FLOAT,power_factor FLOAT
) TAGS (location VARCHAR(64),groupId INT
);CREATE TABLE d1001 USING meters TAGS ('California.SanFrancisco', 1);

基础示例

示例 1: 有效输入范围 [-1, 1]

taos> SELECT ASIN(0);asin(0)         |
=========================0.000000000000000 |taos> SELECT ASIN(0.5);asin(0.5)         |
=========================0.523598775598299 |taos> SELECT ASIN(1);asin(1)         |
=========================1.570796326794897 |taos> SELECT ASIN(-1);asin(-1)         |
=========================-1.570796326794897 |taos> SELECT ASIN(-0.5);asin(-0.5)        |
=========================-0.523598775598299 |

示例 2: NULL 值处理

taos> SELECT ASIN(NULL);asin(null)       |
=========================NULL                   |

智能电表场景示例

示例 3: 计算功率因数的相位角

-- 功率因数(power_factor)值在 [-1, 1] 之间
-- 计算对应的相位角(弧度)
INSERT INTO d1001 VALUES ('2018-10-03 14:38:05.000', 10.3, 220, 0.31, 0.866),('2018-10-03 14:38:15.000', 12.6, 220, 0.33, 0.707),('2018-10-03 14:38:16.800', 11.8, 221, 0.32, 0.500);taos> SELECT ts, power_factor, ASIN(power_factor) AS phase_angle FROM d1001 WHERE power_factor BETWEEN -1 AND 1;ts          | power_factor |     phase_angle      |
================================================================2018-10-03 14:38:05 |     0.866000 |    1.047197551196598 |2018-10-03 14:38:15 |     0.707000 |    0.785398163397448 |2018-10-03 14:38:16 |     0.500000 |    0.523598775598299 |

示例 4: 转换为角度制

-- 将弧度转换为角度 (弧度 × 180 / π)
taos> SELECT ts, power_factor,ASIN(power_factor) AS phase_radian,ASIN(power_factor) * 180 / 3.14159265359 AS phase_degreeFROM d1001 WHERE power_factor BETWEEN -1 AND 1;ts          | power_factor | phase_radian | phase_degree |
====================================================================2018-10-03 14:38:05 |     0.866000 |    1.047198 |    60.000000 |2018-10-03 14:38:15 |     0.707000 |    0.785398 |    45.000000 |2018-10-03 14:38:16 |     0.500000 |    0.523599 |    30.000000 |

示例 5: 过滤超出范围的数据

-- 只处理有效范围内的功率因数值
taos> SELECT ts, power_factor,ASIN(power_factor) AS phase_angleFROM d1001 WHERE power_factor BETWEEN -1 AND 1AND ASIN(power_factor) IS NOT NULL;

示例 6: 结合 CASE 表达式处理

-- 对超出范围的值进行特殊处理
taos> SELECT ts,power_factor,CASE WHEN power_factor < -1 THEN NULLWHEN power_factor > 1 THEN NULLELSE ASIN(power_factor)END AS safe_asinFROM d1001;

示例 7: 与其他三角函数组合

-- 验证三角恒等式: SIN(ASIN(x)) = x (当 x ∈ [-1, 1])
taos> SELECT power_factor,ASIN(power_factor) AS asin_val,SIN(ASIN(power_factor)) AS sin_asin_val,ABS(power_factor - SIN(ASIN(power_factor))) AS diffFROM d1001WHERE power_factor BETWEEN -1 AND 1;

示例 8: 按设备分组统计

-- 统计各地区功率因数反正弦的平均值
taos> SELECT location,AVG(ASIN(power_factor)) AS avg_asin_pf,AVG(ASIN(power_factor)) * 180 / 3.14159265359 AS avg_degreeFROM metersWHERE power_factor BETWEEN -1 AND 1GROUP BY location;

实际生产场景应用

场景 1: 电力系统 - 相位角监测

-- 监测功率因数角度,识别需要补偿的设备
SELECT tbname,ts,power_factor,ASIN(power_factor) * 180 / 3.14159265359 AS phase_angle_deg,CASE WHEN ASIN(power_factor) * 180 / 3.14159265359 < 15 THEN '优秀'WHEN ASIN(power_factor) * 180 / 3.14159265359 < 30 THEN '良好'WHEN ASIN(power_factor) * 180 / 3.14159265359 < 45 THEN '一般'ELSE '需要补偿'END AS quality_level
FROM meters
WHERE power_factor BETWEEN 0 AND 1AND ts >= NOW - 1h;

场景 2: 能效分析 - 功率因数角度统计

-- 统计不同时间段的功率因数角度分布
SELECT _wstart AS time_window,COUNT(*) AS total_records,AVG(ASIN(power_factor) * 180 / 3.14159265359) AS avg_phase_angle,MAX(ASIN(power_factor) * 180 / 3.14159265359) AS max_phase_angle,MIN(ASIN(power_factor) * 180 / 3.14159265359) AS min_phase_angle
FROM meters
WHERE power_factor BETWEEN 0 AND 1AND ts >= NOW - 7d
INTERVAL(1h);

场景 3: 数据质量检查 - 异常值识别

-- 识别功率因数超出有效范围的异常数据
SELECT tbname,ts,power_factor,CASE WHEN power_factor > 1 THEN '超出上限'WHEN power_factor < -1 THEN '超出下限'WHEN ASIN(power_factor) IS NULL THEN '计算错误'ELSE '正常'END AS data_quality
FROM meters
WHERE power_factor NOT BETWEEN -1 AND 1OR ASIN(power_factor) IS NULL;

注意事项

返回值为弧度制,范围在 [-π/2, π/2]。如需转换为角度,需乘以 180/π (约 57.2958)。
在电力系统中,功率因数通常在 [0, 1] 范围内,其反正弦值在 [0, π/2] 范围内,非常适合使用 ASIN 函数。
不能与聚合函数(如 SUM、AVG)直接组合使用在同一层级,需使用子查询。
对于 NULL 值或超出范围的值,函数返回 NULL,不会报错。
浮点数计算可能存在精度问题,在进行相等性比较时需要注意。
在处理实际数据前,建议先检查数据范围,避免产生大量 NULL 结果。

关于 TDengine

TDengine 专为物联网IoT平台、工业大数据平台设计。其中，TDengine TSDB 是一款高性能、分布式的时序数据库（Time Series Database），同时它还带有内建的缓存、流式计算、数据订阅等系统功能；TDengine IDMP 是一款AI原生工业数据管理平台，它通过树状层次结构建立数据目录，对数据进行标准化、情景化，并通过 AI 提供实时分析、可视化、事件管理与报警等功能。

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