基于自适应陷波滤波器的在线机械谐振抑制

针对不断拓展的伺服系统带宽将会超过系统固有机械谐振频率而引发机械谐振,克服原本被忽略的弹性部件的影响以提高伺服系统性能,采用自适应陷波滤波器进行在线机械谐振抑制. 首先对双惯量弹性负载模型进行理论分析,解释及验证了机械谐振机理及现象．通过FFT法实时分析电磁转矩电流,可以在线快速辨识机械谐振特性,并以此辨识结果在线自动整定陷波滤波器参数,快速有效地抑制机械谐振．实验结果表明,该方案能够在线自动抑制弹性负载引起的谐振问题．离散化的高刚度谐振系统将以自然谐振频率持续振荡,而在线自适应滤波器无需对控制器参数进行改变,即可满足系统高刚度控制的同时抑制谐振．     

自适应陷波滤波器的并网逆变器相位超前补偿方法

逆变侧电流反馈控制的LCL型并网逆变器广泛地应用于实际中,然而在数字控制下,控制延时改变了系统的相位特性,进而影响系统的稳定性。为此,提出了一种基于自适应陷波滤波器(adaptive notch filter,ANF)的相位超前补偿方法。首先,利用陷波器的相位超前环节对控制延时产生的相位滞后进行补偿,从而避免系统相位在谐振频率处穿越-180°,改善了系统的稳定性并增强其对弱电网的鲁棒性。其次,采用ANF算法对系统的谐振频率进行估计,并根据估计值动态调整陷波频率,扩大了谐振频率稳定区间,进一步提高了系统对LCL参数波动的适应能力。最后,对所提方法进行实验验证,结果表明:基于ANF补偿方案的并网逆变器稳定性良好,且相比传统的陷波方案,该方案对电网阻抗及LCL参数波动具有更好的鲁棒性,更利于LCL并网逆变器在弱电网工况下的控制。     

LCL型并网逆变器自适应谐振抑制

针对弱电网时在电流控制器前向通路串联陷波器的电感-电容-电感(LCL)型并网逆变器谐振抑制方法可能失效的问题,提出采用自适应陷波器的新方法.通过对基于陷波器的有源阻尼方法机理研究,得到该方法的实质是实现传递函数的零极点对消,提出采用在线检测系统谐振频率的方法实时修正陷波器的陷波频率.为了简化数字运算,将陷波器改进为可独立配置零极点的双二阶滤波器,根据所测系统的谐振频率修正PI控制器的比例系数,以保证系统的带宽及稳定性.实验证明,采用所提方案可以有效地提高LCL滤波并网逆变器的弱网适应性.     

含有弹性负载的伺服系统谐振的分析及补偿问题

任何控制系统的机械传动装置都有一定弹性。通常,这种弹性形变所产生的机械谐振频率“较高”,远离对系统动态品质敏感的中频段,谐振对系统的影响可以忽略。快速、高精度伺服系统的性能指标,要求高增益、宽频带,致使传动装置的机械谐振对系统产生不利影响:导致系统的动态品质变差,稳态误差增大,因此,谐振的研究是快速、高精度伺服系统研制的一个重要课题。     

多通道自适应陷波滤波器组设计及性能分析

通过对多个单频自适应陷波滤波器的组合,得到了多通道自适应陷波滤波器,推导了其并联和级联结构的传递函数,分析了单通道、并行多通道和串行多通道3种滤波器的工作特性,并比较了它们的滤波性能.仿真结果表明,多通道自适应陷波滤波器既可有效抑制宽带噪声,又可同时完成对多个不同频率正弦波的提取;增设陷波通道可以去除正弦干扰,避免包络波动.另外,串行多通道陷波滤波器更适合单通道接收的情况,而并行多通道陷波滤波器则适用于多通道接收的场合,具有较大的实用价值.     

新型多模谐振器的陷波超宽带小型化滤波器

该文提出了一种新型多模谐振器的小型化陷波超宽带滤波器。该新型多模谐振器在超宽带通带范围内有6个谐振模式,通过并联平行耦合馈线耦合到输入和输出端口,其中3个谐振模式是由高阻抗短截线加载扇形低阻抗截面产生,而剩余的谐振模式是通过在高阻抗线上加载开路枝节和在扇形低阻抗截面刻蚀圆形槽形成。同时,为了避免无线局域网(WLAN)频段和国际电信联盟(ITU)频段对超宽带系统的干扰,在扇形面加载开路短截线,引入中心频率为5.48 GHz和8.3 GHz的陷波。最后,设计制作了一种超宽带陷波滤波器,实测与仿真结果基本吻合。     

频点自跟踪自适应频率相位联合估计器及性能评价

基于二阶自适应陷波滤波器的频率相位联合估计器在工程上有着广泛的应用,但其应用前提是参考信号相对输入信号频偏较小.因为随着频偏增大,频率和相位估计的偏差和方差也随之增大.文章分析了自适应频率相位联合估计器的性能及频偏的影响,提出了频点自跟踪自适应频率相位联合估计器,并针对目标辐射噪声信号和主动发射信号的回波进行了仿真.仿真结果表明,相同条件下该估计器较自适应频率相位联合估计器大大减小了估计偏差和方差,可实现无偏估计且使估计方差接近CRLB.这一特性甚至在低信噪比时也保持良好.     

基于相位补偿和交叉前馈补偿的VSG功率振荡抑制策略

针对虚拟同步发电机（VSG）潜在的同步频率处功率振荡问题,建立二阶VSG的小信号动态模型,分析VSG输出功率与虚拟电动势、功角的关系,指出较小的线路阻抗比R/X使控制系统在同步频率处存在谐振点,且引入的180°的滞后相位降低了系统稳定性,促进了功率振荡的产生.通过建立VSG控制环的频域模型,分析小线路阻抗比时功率控制参数对功率振荡的影响,给出功率耦合与稳定性的关系.根据功率振荡的产生机理及模型分析,引入相位补偿和交叉前馈补偿的2种补偿策略来抑制同步频率处的功率振荡.通过搭建的仿真模型,验证VSG存在的功率振荡现象以及2种补偿抑制策略的有效性.     

自适应陷波器滤波X－LMS算法稳定性分析

提出主动噪声控制系统稳定性分析的一种新方法．控制器采用自适应陷波器滤波Ｘ—ＬＭＳ算法，为改善系统的稳定鲁棒性和加速算法的收敛，利用声学通道的相位特性设计了补偿滤波器．通过建立状态空间模型对系统进行性能分析，经过旋转变换，将时变系统转化为等价的线性时不变系统，从而可以便利地利用控制理论进行稳定性分析     

自适应陷波器滤波X—LMS算法稳定性分析

提出主动噪声控制系统稳定性分析的一种新方法，控制器采用自适应陷波器滤Ｘ－ＬＭＳ算法，为改善系统的稳定性鲁棒性和加速算法的收敛，利用声学通道的相位特性设计了补偿滤波器，通过建立状态空间模型对系统进行性能分析，经过旋转变换，将时变系统转化为等价的线性时不变系统，从而可以便利地利用控制理论进行稳定性分析。     

交流励磁发电机输出电力谐波抑制技术研究

针对交流励磁发电机输出的电力谐波特征，研究了谐波抑制所需滤波器拓扑结构和检测控制方法，获得了一种较为理想的混合型滤波器结构形式和混合式检测控制方法，通过采用PWM调控技术和磁势补偿原理，有效地解决了串联APF中低频谐波功率补偿信号的传输问题，仿真和实验证实了该方法滤波效果好，系统稳定性高、对变化的基波频率有很强的自适应能力，是一种适合于复杂供用电系统电力谐波抑制的有效方案。     

一种具有谐波抑制特性的窄带带通滤波器设计

提出一种小型化带通滤波器结构及其设计方法．该滤波器具有良好的窄带滤波特性和高次谐波抑制功能,其高次谐波抑制特性由谐振加载耦合微带线结构所产生的多个传输零点来实现,其中心工作频率和带宽则由短路短截线特性决定．基于传输线模型和奇偶模分析推导的解析设计公式使得该滤波器的设计变得简单而快捷．采用这种方法研制了一个中心频率为2.4 GHz的窄带带通滤波器, 其3 dB带宽为300 MHz,通带最小插损为0.4 dB; 在二次、三次谐波频率上具有35 dB的衰减,而四次谐波的衰减也超过20 dB．     

一种具有谐波抑制特性的窄带带通滤波器设计

提出一种小型化带通滤波器结构及其设计方法.该滤波器具有良好的窄带滤波特性和高次谐波抑制功能,其高次谐波抑制特性由谐振加载耦合微带线结构所产生的多个传输零点来实现,其中心工作频率和带宽则由短路短截线特性决定.基于传输线模型和奇偶模分析推导的解析设计公式使得该滤波器的设计变得简单而快捷.采用这种方法研制了一个中心频率为2.4GHz的窄带带通滤波器,其3dB带宽为300MHz,通带最小插损为0.4dB;在二次、三次谐波频率上具有35dB的衰减,而四次谐波的衰减也超过20dB.     

基于双递归自适应滤波的高精度频率估计算法

针对线谱信号的检测与频率估计问题,在分析自适应瞬时频率估计算法的基础上,提出一种具有双递归特性的信号频率提取算法:将自适应滤波器组成递归环路,通过比较不同的自适应滤波器输出信号的瞬时频率序列方差来进行滤波器中心频率以及带宽的更新,从而获得最优的滤波输出.仿真分析表明,与传统方法相比,此方法具有更好的噪声抑制能力以及频率跟踪能力,还可以获得可控的频率估计精度.     

基于LCL集成滤波器的单相AC-DC变换器

提出一种采用LCL集成滤波器结构的单相AC-DC变换器,在减小滤波器体积的基础上,进一步集成了共模滤波,可降低共模电磁干扰.设计了基于全状态反馈控制模型的电流环来抑制LCL滤波器在谐振频率点的震荡,保证控制的稳定性,并提高整流器响应带宽.使用卡尔曼状态观测器,在不增加外部传感器的情况下,获得状态反馈所需变量的最优估计值.电压环在比例积分(PI)控制器的基础上,通过直流侧功率计算得到交流侧电流前馈值,可在较小的PI参数下提高电压环的响应速度,从而降低直流电压二倍频波动对交流侧电流的畸变影响.变换器具有较高的响应带宽,还可作为主动滤波装置,滤除电网中的谐波电流.基于所提出的电路结构搭建了6k W的实验样机,通过仿真和实验验证了所提出电路及其相应算法的有效性.     

静止无功补偿装置中的全数字频率自适应锁相技术

当电网不平衡和电压畸变的情况下,传统的基于dq同步坐标变换的三相同步锁相环（SRF-PLL）,存在无法准确锁定电压相位及频率的不足,不能很好满足静止无功补偿装置（SVC）的应用要求。基于目前存在的难题,提出一种易于工程实现的全数字频率自适应锁相技术,利用频率自适应相序检测器的正负序完全分离性能及其滤波特性,准确锁定电压正序基波频率和相位;给出此锁相技术在SVC主控装置中的数字实现方案,搭建基于主控装置控制算法源程序的SVC控制系统仿真模型。根据某炼钢企业电弧炉系统实际运行参数,对提出的锁相环性能进行仿真研究,PSCAD/EMTDC仿真结果表明,在电网不平衡和电压畸变时该锁相环可以准确锁定相位频率,且锁相性能不受系统频率偏差和波动的影响。     

一种新的子带滤波器组的设计

子带自适应滤波器系统的自适应滤波器系数是动态更新的,子带信号通过具有任意幅度和相位响应的滤波器时,完全重构滤波器组消除混叠影响的性能就得不到保证.为了克服这一缺点,通过一种新的子带滤波器组的设计方法,把分析综合滤波器作为一个整体,采用无约束二次优化方法,使综合滤波器组匹配分析滤波器组,在输出信号里单独抑制子带内的混叠失真.性能分析结果表明,该滤波器组的设计方法是有效的.     

认知超宽带无线电自适应波形设计算法

为了解决认知超宽带与窄带系统共存问题,实现认知超宽带无线电自适应波形设计,采用高斯函数的加权叠加作为认知超宽带脉冲波形.通过将波形设计问题转化为线性滤波器设计问题,采用Parks-McClellan算法进行求解,实现了任意中心频率和带宽陷波的波形设计.并进一步提出了利用权重值数组控制不同频带陷波深度的方法.仿真结果表明,所设计波形的功率谱密度在WLAN频段上可以实现约-30 dB的陷波,同时也可以实现多个频段陷波的波形设计.根据实际需要选择权重值可以控制各个频段的陷波的深度.     

时相调制的陷波滤波技术研究

针对时相调制功率谱的特殊性,设计了一种能够提取时相调制相位突变特征的陷波滤波技术。根据输入的时相调制信号参数,设计对应的陷波滤波器;然后对接收信号进行滤波,利用陷波特性将相位突变时间段内的信号幅度突显出来,从而将时相调制信号的相位信息转化为可被门限检测的幅度信息;最后针对陷波滤波效果、系统误码性能以及频带利用率进行了仿真与分析。仿真表明,时相调制系统中采用陷波滤波技术,不仅可以完成对输入数字信息的有效恢复,而且使系统传输性能保持很好,并能有效提高频带利用率。     

基于磁通补偿的无源滤波器的设计

为了改善传统无源滤波器的性能,设计了由变压器、无源滤波器和谐振电路组成的一种新型无源滤波电路.其组成原理为变压器一次侧串联在电源和谐波源之间,而二次侧通过基波谐振回路连于电网,利用基波磁通补偿原理,使基波呈低阻,对谐波呈高阻,从而对谐波产生抑制作用;无源滤波器主要作用是进一步改善滤波效果.仿真实验研究表明,所设计的滤波器具有较好的滤波特性,有效地抑制了电网侧的谐波.