非同步取样下信号周期的鲁棒算法

在提出了非同步取样数据同步化处理的设想之后,讨论了同步化中首先需要的信号周期求解方法,并根据周期信号非同步取样自相关函数的特点和可能存在的协波失真及噪声影响,提出了自相关和过零检测相结合的信号周期计算新方法。理论分析和仿真结果表明,新算法具有较强的鲁棒性,其抗噪声及抗协波失真性能明显高于现有周期算法,且计算简单,精度令人满意。     

在强电磁干扰环境下一类非正弦信号周期提取方法的研究

本文提出一种自同步算法，可以可靠准确地从非正弦信号中分离出信号的周期、频率和一周期的采样点数，文章还用理想波形校核了算法精度，并给出了实测波形的分析结果。     

周期信号同步采样误差分析

介绍在单片机中实现周期信号的同步采样方法，对误差进行了分析，提出了一种新的非均匀采样方法。     

非正弦周期信号测量同步误差研究

软件同步采样是电工参量微机测试系统中常用的采样测量方法,由于同步误差的存在,引起测量的方法误差。非正弦周期信号测量同步误差研究分析了软件实现同步采样在非正弦信号有效值和有功功率测量中产生测量方法误差的原因、误差的大小,建立了误差分析的数学模型,并进行了仿真计算,提出了消除或减小测量方法误差的措施。     

同步误差对非正弦周期电信号测量精度的影响

讨论了同步误差存在时,非正弦周期信号同步采样测量误差的计算方法,推导了电压相对误差的表达式,并进行计算机仿真,利用此方法可以分析采样点数、采样初始角以及同步误差对测量精度的影响,其结果有实用价值.     

电机非正弦供电电压单周期真有效值同步采样

针对电动机定子绕组输入的非正弦脉宽调制电压真有效值测量困难的问题,提出了一种非正弦周期信号单周期真有效值测量方法,该方法从交流电压真有效值的定义出发,采用数字离散同步采样测量法,利用DSP对非正弦脉宽调制电压的瞬时值进行高速采样,将硬件同步法与软件同步法相结合,可以实时精确测量电动机定子绕组输入的非正弦周期交流电压信号真有效值。给出了该方法对电动机定子绕组上的脉宽调制交流电压真有效值的测量结果,并将结果同福禄克(FLUKE)Norma 5000功率分析仪进行了比较,相对误差控制在1%以内。该方法不仅可以实时测量非正弦周期信号的真有效值,同样可以测量规则的正弦交流电压真有效值。     

电力系统谐波分析的同步校正法

提出一种谐波分析的新方法——同步校正法,该方法采用恒定采样周期进行非同步采样,然后对非同步采样序列加权生成等价同步采样序列。在所关心的频率点上,等价同步采样序列的FFT与同步采样序列的FFT相同。生成等价同步采样序列的权系数来源于同步校正方程的解。该方法在线计算与常规的加窗相似,但后者每次加的是同一组权系数,前者则有许多组权系数供选择,其选择的依据是当前采样时段的信号频率。Matlab仿真和配电变压器监测终端中的应用都验证了所提方法的有效性。     

电网工频信号非整周期采样误差分析

交流信号采样过程中存在着很多误差源,非整周期采样是一种重要的误差源,由于电网频率的波动,实际工程应用中整周期采样难以实现,用非整周期交流采样测量正弦信号的有效值和有功功率的大小,存在着比较大的测量误差。本文从时域角度对其研究,推导非整周期采样时域误差公式,建立非整周期交流采样测量电压电流信号有效值和有功功率的误差数学模型,分析每个参量变化对同步误差影响的大小,找出主导因素,为减少测量误差提供理论依据。     

一种结合复三角函数和Hilbert变换的绝缘介质损耗测量方法

提出了一种结合复三角函数和Hilbert变换的绝缘介质损耗因数测量方法。将归一化工频电压信号和电流信号分别移相90°构成Hilbert变换对,再将两组复信号构造新的复三角信号模型,结合复三角函数和Hilbert变换特性,导出了tanδ的计算式,并给出了算法实现方法和硬件实现方案。仿真结果表明:该算法可有效解决由于频率波动引起的非同步采样和非整周期截断问题,tanδ实际测量的绝对误差小于0.000 03,具有较高的测量精度和抗干扰能力。     

非正弦波交流电参量实时测量系统的研究

研究了非正弦波交流电信号的采样测量方法,分析了同步误差的两个主要来源.采用同步误差补偿法,并结合三点法,实时跟踪信号频率变化并调整采样周期,较好地解决频率变化时采样不同步以及测量精度下降的问题;采用步进采样法来扩宽测量信号的频率范围;讨论了无外部采样保持器时的采样时序.设计了以16位超低功耗单片机MSP430F449为微处理器的硬件系统.实验结果证明本设计能有效提高软件同步采样测量精度.     

有功功率及功率因数的加权算法

提出了一种能有效地抑制由非同步采样引起的有功功率及功率因数的测量误差的加权算法。推导出任意电压、电流信号的有功功率、功率因数随相对频偏及采样相位变化的一般公式；传统算法的有功功率、功率因数的测量误差与相对频偏成正比；而用该文所提出的三角窗加权算法。有功功率、功率因数的测量误差与相对频偏的平方成正比。该算法实现简单，精度高，当相对频偏不大时，无须专门的同步采样措施即可取得较高的测量精度。     

双速率同步采样法在谐波间谐波测量中的应用

非同步采样是造成频谱泄露和栅栏效应的根本原因,而频谱泄露和栅栏效应是影响 DFT变换谐波测量精度的主要原因。因此采样方法的准确性至关重要。针对传统采样法上存在的误差问题。为此,本文提出了一种改进后的的双速率同步采样法,该方法在使用传统的采样间隔补偿方法抑制周期信号产生的周期误差后,对补偿后残留下来的误差进行分析,比较残留误差与定时器分辨率Td的大小关系,从而做进一步的补偿,再用均根方值算法进行处理,这样就更有效的减小了误差。最后,仿真结果验证了本文所提方法的有效性。     

数字化变电站中高精度同步采样时钟的设计

在数字化变电站的应用中,对同步采样时钟要求高稳定和高精度,其实现关键在于消除同步采样时钟的误差。文中从分析同步采样时钟误差产生的原因出发,利用全球定位系统（GPS）接收机输出GPS时钟误差分布的特点和晶振频率在短时间内的相对稳定性及现场可编程门阵列（FPGA）的高速数字信号处理的特性,采用相应处理措施消除了晶振频率偏差对同步采样时钟的影响,实现了GPS时钟在短时间内出现较大偏移或扰动时对其进行人为补偿,从而保证了采样时钟的精确同步,为数字化变电站的设计应用提供了一种高稳定、高精度的同步采样时钟设计方法。     

微机继电保护中滤除衰减直流分量的算法研究

全波傅氏算法是基于周期信号推导出来的,当采样信号中含有衰减直流分量时,将会产生误差。该文在全波傅氏算法的基础上,提出一种改进算法,仅增加一个采样点,通过两次非递归全波傅氏变换,消去衰减直流分量的影响。对微机保护中费机时的运算进行合理简化,以提高计算速度。仿真实验表明,改进算法具有消除衰减直流分量能力强,计算量小,速度快的特点。     

基于卷积窗的电力系统谐波理论分析与算法

研究卷积窗在电力系统高精度谐波分析中的应用,并将卷积窗与现有的著名窗函数进行比较.结果表明:与具有相同主瓣宽度的其它窗函数相比,当采样同步误差较小时,卷积窗具有最小的频谱泄漏效应,因此特别适合于电力系统的高精度谐波分析.由于所提出的方法能够通过实时改变采样间隔来进行频率跟踪,从而保证采样同步误差较小.该加窗算法的特点是测量精度极高、算法简单且适用于频率缓变的周期信号.     

插值法信号周期测量的精度分析

在非同步采样过程中,信号周期的测量是周期信号数字化测量和分析的重要环节.插值法作为计算信号周期测量的常用方法,却鲜有文章对插值阶数和插值法计算结果误差的关系进行分析.本文利用插值方法求取信号周期,推导出了计算信号周期绝对误差的极限公式.该公式可以有效的分析插值阶数和周期计算结果误差之间的关系,并通过对极限误差公式的分析,详细阐述了计算中各参量对周期计算精度的影响.仿真实验结果表明,该方法简单有效,有利于提高信号测量与分析的精度和效率.     

精密频谱分析系统的设计与实现

以非正弦周期信号为例，对常用频谱分析方法进行了仿真，分析了混叠失真，频谱泄漏及抗混叠滤波器对谐波幅度与相位的影响。指出了在分析精度一定的情况下，滤波器的阶数，截止频率及采样频率之间的相互制约，这三者中当某一项确定后，根据误差公式可以合理的设计另外两项，结合具体情况就可得到低通滤波器与采样频率的最佳组合，通过定量计算各种因素引入的误差，提出了一种精密的频谱分析方法：即用宽带低通进行抗混叠滤波，根据基波频率调整采样速率以及用过采样来减小混叠失真。     

基于全局滑模时滞的电力系统混沌振荡控制

电力系统易受扰动影响,在一定扰动条件下会进入混沌状态。通过分岔图和李雅普诺夫指数谱分析了扰动Pe与Pk单独作用与共同作用时对电力系统的影响,当Pe与Pk单独作用时,系统状态均随着扰动的增加由周期态过渡到混沌态,当Pe与Pk共同作用时,系统状态均随着扰动的增加由混沌态过渡到周期态再过渡到混沌态。设计了一种全局滑模时滞控制策略,时滞控制采用延时反馈环节,即误差信号中采用上个采样周期的采样值与此时的采样值来对不确定系统项与扰动项进行估计,但由于延时环节存在时滞误差,导致系统收敛速度较慢且扰动抑制能力较差。为此,将时滞控制与全局滑模控制相结合,并设计具有快速收敛特性的时滞补偿项,提高系统收敛速度与抗扰动能力,并且可以抑制上界未知的外部扰动。仿真结果表明,相较于时滞控制,所设计的全局滑模时滞控制收敛速度更快,超调量更小,在系统遭受周期扰动与阶跃扰动时仍能保证收敛。