一种超低频相位系统

本文主要论述了采用函数发生器产生超低频相位及组成超低频相位测量系统的方法,可以输出并测量超低频多种波形的相位关系.在文章的最后,分析了测量误差的来源.     

超低频电压、频率变换器

电工技术中将频率低于10赫的交变信号称为超低频或亚音频,声学中则称为次声。随着极限科学、次声学及钢铁、冶金等工业的发展,对超低频测量变换器的需求日趋迫切,并要求将频率下限延伸至0.1—0.01赫。但目前所使用的电工仪表的工作范围为工、中频,尤其是采用带可动部分的指针式仪表来测量超低频电量,仪表指针将产生抖动或大幅度摆动,造成无法读数。为了解决超低频电量测量中的问题,下面分别介绍超低频电压、频率变换器。     

基于Prony算法-准同步序列的超低频介损测量方法

超低频介质损耗因数测量方法，由于测量信号频率低导致采样时间长，采集数据量大，且在非同步采样时，快速傅里叶变换存在频谱泄露和栅栏效应，影响对介质损耗因数的精确测量。为降低测量信号采样时间和采集数据量，以及非同步采样时频谱泄露和栅栏效应，提出一种基于Prony算法 准同步序列的超低频介损测量方法，利用Prony算法并结合据辨识方法，对采样电压信号的基波频率进行预估，通过Newton插值算法，实现对电压和电流信号的准同步插值重构，获得采样信号的准同步序列，由FFT及介损等效电路模型，对准同步序列进行求解，实现对超低频介质损耗因数的求取。在频率波动、谐波含量变化、介损角变化和不同信噪比的噪声下测量介质损耗因数。仿真结果表明，该方法在软件上实现了准同步采样，有效降低了栅栏效应和频谱泄露对介质损耗因数测量的影响，并且采样时间短，采集数据量少，测量精度高，适用于对超低频介质损耗因数的精确测量。     

超低频信号测量中ADC系统的设计与实现

本文分析了超低频交流信号的测量方法,设计了一种基于采样计算方式的ADC采集系统,设计了ADC采样电路及单端转差分驱动电路,分析了ADC量化误差对交流信号测量准确度的影响,提出了交流信号有效值测量准确度与ADC分辨率位数和采样点数的定量关系式。对所设计并实现的ADC采集系统进行了测试,测试数据经线性修正后的相对误差小于等于0.0011%,满足设计目标要求。     

数字化变电站交流信号的自适应滤波测量法

在采用合并单元集中控制多台光电互感器完成采样的应用中,大多采用固定采样频率,直接运用传统的交流测量算法计算超差.文中采用梯度下降法设计了一种自适应滤波交流测量法,采用一组自适应滤波器产生拟合于被测交流信号的信号,完成被测信号的测量和分析.仿真结果表明该方法用于稳态信号测量时,自适应滤波器收敛周期小于6个周期,具有测试精确、综合运算量小等优点,可满足远动和计量测量的精度和实时性要求.文中同时给出了高次和非整次谐波信号分析解决方案,该方法在装置设计中已得到实际使用.     

超低频脉冲信号幅度与宽度的精密测量

本文提出利用单板机精密测定超低频脉冲信号的幅度的一种方法。该法的特点是方法独特,测量精确,数字显示。     

基于滤波技术的电力网络基波频率测量方法

根据钟形脉冲函数设计了具有带通特性的滤波器.给出了滤波器的时域数学模型、频域数学模型及离散时域模型,并研究了它的数值积分算法.经频谱分析可知:所设计的滤波器对非周期、低频振荡信号和高次谐波信号具有较强的抑制作用.利用所设计的带通滤波器,研究了电网基波频率的测量方法.仿真结果表明:在电网含有较强的非周期、低频和高频谐波信号的条件下,基于这种滤波技术的测频方法具有较高的频率测量精度.为精确地测量电网基波频率提供了有效的方法.     

基于过套管测井超低频大功率信号源设计

过套管电阻率测井信号源要求具有高稳定度、高分辨率、超低频及大功率等特点。针对该信号源的特点提出应用直接数字频率合成技术产生所需超低频高分辨率的正弦信号。利用MSP430F169单片机控制AD9850DDS芯片来产生低频正弦信号，经过中间级调理模块的处理后利用PAl02对其进行功率放大，达到测井所需要的信号源输出功率的要求。经实验验证该信号源输出信号能满足过套管电阻率测井所要求的超低频（小于10Hz）、大电流（6A）的要求。     

改进的最佳平方逼近算法在电力系统中应用

介绍了最佳平方逼近算法的原理及其在电力系统中的应用。提出了一种改进的最佳平方逼近算法,不仅能准确、快速地计算出测量信号中的周期分量,计算精度受非周期分量影响小,而且通过简化正规矩阵计算,减少了计算量、提高了计算速度。对系统含有低频分量和不含低频分量2种情况进行了仿真,分别采用改进最佳平方逼近算法和最小二乘法计算电流基波和各次谐波,结果表明,在系统发生故障情况下,其对基波及各次谐波计算仍能保持较高精度,有效地提高了对电力系统测量信号的分析精度。     

一种快速,宽带,准确的测相方案

本文提出了测量相位的新方法，可以在音频和超低频频段完成相位的快速，精密测量。本方法采用多周期同步计数方法实现相位的测量。为了测量高频相位，本文提出了用双积分转换方法实现窄脉冲宽度的模拟相加的新技术。提出了利用可编程计时器设计大容量计数器的技术。本文提出的测相新方法已获中国专利，并已在ＨＧ４１８０型相位计上实施。     

m序列伪随机动态测试信号建模与压缩检测方法

针对智能电网中动态负荷对电能计量的影响问题,建立了m序列伪随机动态测试信号的参数模型,并分析了该测试信号的统计特性;证明了该动态测试信号的频域稀疏性,采用压缩感知理论建立了伪随机动态测试信号的压缩感知检测系统模型,采用稳态优化方法构建了压缩感知测量矩阵;在此基础上,针对m序列伪随机动态测试信号,提出了电能量值的压缩感知测量方法;仿真分析了长度为255位、511位、1023位单周期和多周期m序列动态测试信号的相对误差,误差均小于10~(-12),可忽略不计,表明所提压缩感知测量方法能够准确测量伪随机动态测试信号的电能量值。     

通用ATS低频类信号传输特性研究

低频类信号测试是ATS功能的重要部分,研究低频类信号传输特性对ATS的设计具有一定的指导意义。在分析通用ATS传输通道的基础上,建立了信号传输通道结构模型,并提出了分段确定信号传输误差的方法;然后以某型通用检测平台为例,对低频信号在传输通道的传输特性进行了研究,并采用回归分析的方法建立了ATE公共连接器接口处激励值和测量误差之间的近似函数模型,以对测量结果进行误差补偿;最后以Agilent 66103A型信号源直流电压激励通道为例,对传输通道的一元线性回归模型进行了实例分析。结果表明,对测量结果进行误差补偿能有效提高通道的测量精度。     

缓变准周期信号峰值测量

缓变准周转电信号的特点是:幅度随时间的变化不遵循周期函数规律;准周期系指其重复时间(过零点)的变化围绕某给定周期作小量变化。船遇风浪时所产生的摇摆运动即为一例。一些工程应用中,往往只要了解它的峰谷值。因此,缓变准周期信号的幅值测量对生产实践有现实意义。本文介绍的测量方法是利用峰值检波器的性能实现数字测量。当然,要把峰值检波器延伸用到超低频领域里,遇到最大的困难是它的漂移率太大。为此,改进了峰值检波器电路,使其漂移率下降了二个数量级,     

基于超短期风电功率预测的混合储能控制策略研究

为了改善风机出力特性,提出了一种基于超短期风电功率预测的混合储能控制策略。首先,利用解析模态分解方法从风电信号中提取低频信号,采用了一种改进布谷鸟方法优化支持向量机的惩罚因子参数和核函数参数进行超短期功率预测;然后,对低频预测信号建立1 min时间尺度和30 min时间尺度的功率波动并网指标,判断是否触发蓄电池动作,若动作,采用AMD分解自适应调整低频预测信号的截止频率,直到满足并网要求,确定蓄电池补偿功率指令。最后根据蓄电池荷电状态和补偿功率指令自适应调节原始风电信号截止频率,高频信号通过模糊控制由超级电容器补偿。仿真算例表明,该方法可以有效平滑功率波动,减少蓄电池的循环次数,同时保证了蓄电池储能的平滑能力,避免过充过放,延长蓄电池的寿命。     

单板机测频的周期法

本文提出了一种用“周期法”测频的方法,此方法在低频测量时可大大提高测量精度。本文着重介绍“周期法”的工作原理及应用软件。     

基于PIC16F877A的超低频脉冲调制高频信号的实现

实现了一种用低频率或超低频率的窄脉冲对正弦波高频信号进行调制的方法。该方法在PICC语言平台上设计程序,控制PIC16F877A单片机的PWM功能产生超低频脉冲调制的高频脉冲信号;设计串联谐振电路高频滤波器对高频脉冲进行滤波,把高频脉冲变成纯度较高的高频正弦波;设计衰减器和功率放大器,控制信号幅度。经过测试表明：该方法设计实现的超低频脉冲调制高频信号具有高准确度、高稳定度的优点,满足使用要求。     

动态车辆称重系统的算法研究

汽车动态称重系统的算法研究是动态称重系统研究中的难点。为了提高动态称重系统的测量精度,对传感器在车辆非停车状态下所得短历程信号进行分析,利用巴特沃斯低通滤波器滤除噪声信号中的高频分量后;采用Levenberg Marquardt优化算法进行最小二乘法拟合,有效的抑制了低频周期随机干扰,实现了载荷的分离;通过载荷分离计算出车辆重量。实验表明,该算法能够提高动态称重系统的测量精度。     

基于视觉振动放大技术的风电机组塔架固有频率测量

介绍了视觉振动放大技术原理。为了进一步验证视觉振动分析技术测量频率的精度，在航天标准化研究院力学实验室利用电磁振动台进行了精度试验，验证了视觉振动分析系统的频率测量误差小于1%。采用该技术对某风电主机厂商生产的750 kW、2 MW、6 MW三种型号风电机组塔架进行了固有频率测量，通过与风机设计的一阶固有频率相比较，验证了采用视觉振动放大技术测量风电机组固有频率的可行性，为处于1 Hz以下超低频范围内风电机组的固有频率测量和监测提供了更为可靠和便捷的方法。     

ITD和随机减量法在互联电网振荡特性分析中的应用

弱阻尼低频振荡特性是保证系统安全稳定运行的重要基础。提出采用Ibrahim时域法（Ibrahim time domain,ITD）和随机减量法相结合的方法处理广域测量信号,实现电力系统振荡特性的系统化分析。在介绍方法基本原理的基础上,通过不同类型南方电网实测信号功率谱特征比较,建立类噪声信号基本概念,进而以36节点系统仿真信号和南方电网实测信号为例,应用上述方法提取典型信号中所包含的系统动态特征信息,实现电网低频振荡特征参数识别,为基于广域测量信号,全面、及时、准确地掌握互联电力系统动态特性奠定坚实基础。     

超低频双相信号发生器设计原理

本文阐述了超低频双相信号发生器的基本理论,着重分析了全通网络产生正交信号的原理和校准方法。从理论上证明:相位误差不超过±1°。文章给出了用“数字波形合成技术”产生正交低频信号的方法。