TDengine 数学函数 ASIN() 用户手册

ASIN 函数用户手册

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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:

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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]

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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

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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

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-- 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

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-- 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_degree
      FROM 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

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

示例 6: 结合 CASE 表达式处理

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

示例 7: 与其他三角函数组合

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-- 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 diff
      FROM d1001
      WHERE power_factor BETWEEN -1 AND 1;

示例 8: 按设备分组统计

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-- 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_degree
      FROM meters
      WHERE power_factor BETWEEN -1 AND 1
      GROUP BY location;

实际生产场景应用

场景 1: 电力系统 - 相位角监测

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-- 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 1
  AND ts >= NOW - 1h;

场景 2: 能效分析 - 功率因数角度统计

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-- 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 1
  AND ts >= NOW - 7d
INTERVAL(1h);

场景 3: 数据质量检查 - 异常值识别

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-- 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 1
   OR 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

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