基于ip-iq算法的DSP电力谐波检测仪的设计

针对电力系统中谐波检测的实时性、准确性要求,本文提出利用TMS320F240DSP实现基于瞬时无功功率理论的ip-iq算法的谐波检测方法。介绍了ip-iq谐波检测算法的优点,设计了一种基于ip-iq算法的DSP谐波检测仪,并利用MATLAB对谐波检测结果进行仿真。分析和实验结果表明,该谐波检测仪能够快速、准确地实现谐波检测。     

三相瞬时功率理论在有源电力滤波器仿真中的研究

谐波检测算法是有源电力滤波器的重点研究内容,算法的好坏直接影响有源电力滤波器的谐波检测及补偿效果。分析了三相瞬时功率理论并推导基于该理论的ip-iq谐波电流检测算法,在MATLAB/Simulink平台上建立了基于该算法的三相并联型有源电力滤波器的谐波检测模型,再结合滞环比较控制方式以及逆变电路,构建了有源电力滤波器的整体仿真模型,通过动态仿真对谐波检测、跟踪及补偿效果进行验证,结果证明该算法谐波检测效果良好,基于该算法的有源电力滤波器谐波补偿效果良好。     

串联型有源电力滤波器的一种新型谐波检测方法

谐波检测方法在有源滤波技术中的研究占有重要地位。串联型有源电力滤波器（SAPF）可较好的补偿电压源型谐波源。基于三相电路广义瞬时无功功率理论,提出了一种新型的在dq0坐标下检测谐波电压的方法,并把该方法应用于SAPF的补偿电路中。理论分析和仿真结果均表明,dq0谐波电压检测方法是正确有效的。     

基于DSP的有源滤波器的研究

提出有源滤波器的原理并实现了一种基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)的有源电力滤波器装置.给出了主电路及信号检测电路的组成,该电路可满足DSP及其控制算法对电路结构及信号的要求.通过实验证明系统具有良好的跟踪补偿特性.使谐波得到了抑制,保证电网波形接近正弦波,较好地达到了设计要求.     

基于DSP的新型光伏并网逆变器的研制

针对太阳能光伏并网发电控制系统的工作性能优化问题,提出一种基于DSP的单相光伏并网逆变器方案。在对光伏并网系统组成分析的基础上,采用DSP芯片TMS320F28335设计了一款非隔离两级式逆变器的样机。利用一种快速变步长扰动观察结合模糊控制算法解决光伏电池最大功率点跟踪以及寻优过程中的误判问题;采取带功率前馈的无差拍并网电流控制方式来优化并网电流质量和提高系统动态响应速度;选用有源频率漂移检测算法来实现防孤岛检测并保证并网电流波形质量。仿真结果证明:该逆变器谐波畸变率为1.38%,效率达到96%以上,满足设计要求。结论表明:该装置具有工作效率高、稳定可靠等优点,符合逆变器低谐波、高效率的发展要求。     

单相电路谐波抑制与无功补偿算法改进

分析了一类基于积分的有源电力滤波器的设计思路,并在此基础上,根据电力系统一般只含有奇次谐波的特点,优化了单相电路谐波抑制与无功补偿的算法。将基于数字化的有源电力滤波器的补偿延迟由一个周期缩短到半个周期,提高了补偿的实时性,且算法原理明了,实施方法简单。通过仿真试验,对比了不同方法对谐波抑制与无功补偿的效果,从仿真的角度证明了该方法的有效性。     

基于Shannon小波能量熵与FFT的电力系统谐波检测方法研究

利用小波变换的频带划分能力和小波熵对扰动信号检测能力,结合傅立叶变换准确的频域分辨能力,提出一种基于傅立叶变换及小波能量熵联合的电力系统谐波检测改进算法。分析了快速小波变换中小波混叠产生的原因,并提出解决方法。根据电力系统谐波的特点,建立谐波信号数学模型,基于该模型利用Matlab对算法进行仿真验证;利用DSP实验台,对改进算法进行实用化测试。     

电力系统无功功率和谐波的研究

为了补偿电力系统中的无功功率和谐波,给出了基于瞬时功率理论的ip-iq法检测无功功率;而对谐波的检测,采用基于单相电路的检测方法.并对2种方法进行理论研究和仿真分析.最后对目前常用的无功功率和谐波的静态和动态补偿装置进行了分析对比.     

基于DSP的磁致伸缩液位传感器

针对影响磁致伸缩液位传感器测量精度的原因,介绍了一种基于DSP的磁致伸缩液位传感器的设计方法,并从硬件和软件方面进行了论述。硬件方面,采用DSP TMS320F2812为微处理器,包括激励脉冲电路、放大电路、液晶显示电路和串口通信电路等;软件方面,结合FIR滤波算法,提出一种新的磁致伸缩传感器检测液位方法——全波采样法。该算法通过提供特征点,有效避免了传统硬件滤波电路和检测电路带来的测量误差。液位测量实验证明,系统方案设计合理,测量数据精度较高,很好地满足了实际测量要求。     

基于双树复小波系数层间相关性的非线性超声谐波提取方法

非线性超声信号具有非平稳性、非线性和高次谐波信噪比低的特点,为提高非线性超声无损检测技术对缺陷的表征能力,提出一种基于双树复小波系数层间相关性结合软阈值滤波算法的超声谐波提取方法。首先采用双树复小波将信号分解为基频和二倍频等不同频带的分量;由于各分量存在一定程度的频率混叠,利用小波系数层间相关性对各分量信号滤波,消除频率混叠并得到修正后的细节子波;然后结合软阈值算法对修正后的小波系数进一步降噪;最后将滤波降噪后的各分量系数重构,即可实现对非线性超声信号中基波和二次谐波信号的提取。实验结果表明,该算法滤波效果良好,有效地提取了二次谐波信号,提高了非线性超声检测结果的准确性和鲁棒性。     

基于ARM和DSP的实时谐波源定位仪的研制

本文在ARM（S344B0X）和DSP（TMS320LF2407A）搭建的硬件平台上实现了基于瞬时无功理论的谐波源定位。首先利用Park坐标变换,将三相的电网信号变换到以基波频率为转速的二相旋转坐标系统上,经过低通滤波器,分离信号的基波和谐波成分,再经过逆变换可以计算谐波部分的有功功率,从而确定谐波源。硬件部分主要包括电网信号的调理和采集,DSP,ARM以及双口RAM。通过与数字实时仿真系统（RTDS）的联调,检验了此定位仪的性能。     

基于广义瞬时无功功率理论的谐波电流检测

针对传统的电网谐波检测过程中仅能检测总谐波含量的问题,提出了一种基于广义瞬时无功功率理论的新检测算法。该算法在传统的瞬时无功功率理论i p-i q基础上进行了改进,先把电网谐波电流进行广义的旋转坐标变换,使得被检测电流变为直流分量,再将其通过低通滤波器后进行了坐标反变换,最后得到了所需的特定次谐波电流。同时对三相电网电压不对称引起的正余弦信号相位偏差进行了验证,得出了电压不对称不影响检测结果的准确性。研究结果表明,该算法灵活性高,只需要修改坐标变换的矩阵,就可以检测出不对称三相三线制系统中的任意次谐波的正序、负序分量,两者相加即得到所需的谐波电流。Matlb仿真结果验证了该检测方法的可行性。     

基于整型提升小波变换的图像处理及DSP实现

针对数字信号处理器(DSP)的并行特性,提出了一种二维整型提升小波的并行体系结构。该结构采用乒乓缓存策略,使得数据的传输和小波变换能够同时进行;用基于行的列变换方法使得列变换只需少量行变换结果就能进行列变换;用移位操作代替乘法操作,大大减少了算法的运算量。整个结构采用流水线设计,提高了硬件资源的利用率和降低了算法的中间存储量,实现了图像的实时小波变换。实验证明,该算法与原算法相比,速度提高了15倍,达到了每秒85帧;重构图像的峰值信噪比(PSNR)虽然比离散小波变换要低一些,但仍达到了42 dB以上,因此该算法具有广阔的应用前景。     

Improved discrete Fourier transform algorithm for harmonic analysis of rotor system

Harmonic components are critically important to the fault diagnosis of rotor system. Various methods have been developed for harmonic component extraction. The challenge however, is to efficiently and accurately extract rotor system harmonic components. In this paper, a new harmonic analysis approach based on an improved discrete Fourier transform algorithm is proposed. It schemes out harmonic analysis sampling and resampling method to obtain synchronous sampling data, which can realize integer-period synchronous sampling and greatly increase the measurement accuracy of harmonic parameters. Then an improved discrete Fourier transform algorithm is proposed to extract harmonic components, which can dramatically reduce the computation load through replacing multiplication by shift operation. Finally, the effectiveness of the proposed method is analyzed by means of simulation and practical experiment for multifrequency simulated signal and shaft misalignment faults, respectively. Results show that the proposed method is faster and more accurate than both the DFT-based methods and the FFT-based methods for extracting harmonic components of rotor system.     

基于双窗全相位FFT双谱线校正电力谐波分析

基于快速傅里叶变换的电力谐波分析在非同步采样情况下存在频谱泄露,影响测量精度。为抑制频谱泄露对谐波分析的影响,分析对比了双窗全相位FFT与传统加窗FFT在抑制频谱泄露方面的特点,并通过计算证明了双窗全相位FFT在电力谐波分析中的独特优势。针对全相位频谱分析通常采用的时移相位差法存在计算量大、实时性差及存在相位模糊现象等不足,提出了一种基于双窗全相位FFT双谱线校正的谐波分析算法,利用基波频点附近的两条谱线幅值计算基波频率,进而推导了简洁实用的谐波幅值校正公式。该算法实现方便,且实时性优于相位差法。通过与传统加Hanning窗、Nuttall窗插值FFT的仿真对比验证了新算法具有更高精度,基于该算法的实验结果也验证了算法的有效性。     

Extended Kalman Filter frequency tracker for nonstationary harmonic signals

In this paper, we propose a frequency tracking algorithm based on an Extended Kalman Filter (EKF). We introduce a generalized state space model to estimate and track frequency of a harmonic signal embedded in broad-band noise. Such nonstationary noisy harmonic signals are characterized by time-varying frequencies and amplitudes. Developing a modified state-space model, we improve performance of EKF frequency tracker for these signals. The proposed method is also used in an adaptive algorithm to estimate noise variance which is assumed to be unknown. Simulation results reveal superiority of the proposed method compared with typical EKF, short time Fourier transform, and interpolated discrete Fourier transform.     

Microprocessor assisted real-time harmonic analysis by minicomputer

A real-time signal averaging and harmonic analysis technique for low audio frequency waveforms is described that, although based on based on earlier software emulations of lock-in detection instruments, eliminates problems inherent in the earlier systems. Parallel processing is employed between a data acquisition minicomputer (HP-2116B) and a microcomputer (Z-80) to (1) replace an earlier chopper-type lock-in algorithm with a coherent Fourier transform, (2) digitally produce a pure (0.01% THD) modulation sine wave, (3) simplify system tune-up, and (4) produce a high-quality, flicker-free, real-time display of the averaged waveform and its harmonic content.     

小波变换与FFT在电网谐波检测中的应用

电力系统中大量谐波的注入使得网络电能质量明显下降,而传统的检测方法由于自身技术的限制,已经不能满足目前谐波检测对实时性和精确性的要求。该文在分析了电网谐波变化特征的基础上,结合谐波检测新理论的发展及应用实践,提出将小波变换与传统检测方法相结合的检测方案,并用仿真试验验证了该联合算法的有效性。数据结果表明:小波变换在分析复杂信号中各谐波成分时表现出了其时频局部化特性的优势,而传统的FFT可准确提取信号各成分的频谱信息,该联合检测方法有效地提高了谐波检测的精度。     

非探针近场光学扫描显微镜的信号编码探测及解码

根据非探针近场光学扫描显微镜的信号编码探测原理,采用循环S-矩阵设计了二维循环编码板构型,使编码测量过程大为简化。在解码计算中,通过引用π变换和快速哈特曼变换算法,将矩阵乘法简化为矩阵元素间的加、减运算和位置交换,简化了其解码运算的复杂度,特别适用于高阶编码矩阵。     

单盘裂纹转子次谐波共振实验研究

采用Bently模拟转子试验台,对轴上含裂纹的单盘转子系统进行了实验研究。发现裂纹会导致响应在1/2和2/3倍临界转速附近出现次谐波共振现象,在这些转速下系统响应出现了次谐波和高次谐波分量,如1/2倍频、3/2倍频、2倍频、3倍频和4倍频分量,并导致这些转速下振幅急剧增大,影响转子的稳定运转。摆振对裂纹非常敏感,在裂纹较小时就可观察到较为明显的倍频成分,并且其幅值比无裂纹时大一倍以上,可作为转轴上裂纹识别的重要参数。