一种改进的基于DFT鉴相的单相锁相环方法

为了改善基于DFT(Discrete Fourier Transform,DFT)鉴相单相锁相环方法的锁相速度和提高其在电网频率变化时的锁相精度,文章在常规基于DFT鉴相单相锁相环基础上进行了两点改进。一是减少锁相环中前向积分环节,PI调节器输出直接作为相位误差信号;二是增加电压频率跟踪环节,进而调节系统采样频率,实现同步采样。仿真和实验结果验证此改进方法的有效性。     

数字式电能表电压采样误差的理论分析与仿真

证明了整周期采样无原理性误差,推导了非整周期采样的误差公式,仿真实验反映了电压频率、采样点数和采样起始角与相对误差的关系.在论文实验条件下:频率变化0.1Hz时误差变化约0.1％,采样点数与误差为反比关系,起始角与误差近似为余弦关系.结论同样适用于电流有效值的计量.     

固定散射体对提高源搅拌混响室性能的研究

为提高源搅拌混响室的性能,对固定散射体提高源搅拌混响室场均匀性的情况进行了研究。首先根据谐振和模式搅拌理论对固定散射体的作用进行了理论分析,然后通过实测结果对基于复杂结构电磁场全波计算软件(FEKO)的仿真方法有效性进行了验证,最后对3种相同尺寸、不同类型混响室(传统的机械搅拌混响室、源搅拌混响室、加入固定散射体的源搅拌混响室)的场均匀性进行了仿真。结果表明:除个别频点外,混响室在单独源搅拌方式下的场均匀性要低于机械搅拌的,而在源搅拌混响室中加入3组固定散射体(搅拌器)后,其场均匀性指标普遍改善,性能与机械搅拌基本相当。由此可见,作为提高混响室性能的一种手段,固定散射体的加入能够改善源搅拌混响室的场均匀性,而在此基础上的复合搅拌方式则有可能产生性能更好的混响室方案。     

频率变化时交流采样算法分析

电力系统交流采样中使用均方根法计算时必须取得交流信号1个整周期的数据,否则会产生较大的误差。分析了引起误差的原因,使用Matlab的仿真计算,分析了误差大小和采样点数之间的关系。在此基础上提出了2种改进的算法,分别利用有效值作为参考选取起始点和数值补偿进行误差校正。前者在频率变化不大时,无需准确知道系统频率就能保持较高计算精度,但在采样频率较低时误差较大;后者计算精度高,但必须准确知道频率值。     

高精度宽频带逆变器直流漂移的多重采样频率控制方法研究

针对某大功率高精度宽频带逆变器交流输出对直流漂移电压的特殊要求 ,采用了对输出交流电流进行双向分离、分别采样、对比调偏的控制方案。逆变器输出随机运行在 3～50 0 0Hz的宽频带范围内 ,当采样频率与输出频率同步或者采样频率为输出频率的整数倍时可能带来严重的检测误差 ;采样频率与输出频率接近时产生的低频拍频会使调偏控制同频振荡。文中提出了一种使用互质的多个采样频率同时采样的方法 ,较好地解决了这一问题。并给出了仿真和实验结果。     

混波室时频域综合法天线效率测试技术

为了实现天线效率的准确测试,分析改进了现有混波室时频域综合法天线效率测试技术。通过使用带有时域分析功能的矢量网络分析仪、利用时域带限脉冲激励混波室测试获得混波室的时域插入损耗。考虑到发射天线与接收天线工作状态的不同,分别采用混波室中以及自由空间中的端口反射系数测试结果修正天线端口的阻抗失配。理论分析了时域测试中由于脉冲带宽不为零导致的天线效率测试误差,结果表明在时域脉冲带宽为300 MHz时,此误差项0.11 d B,可以忽略。对超宽带单极子天线的仿真与试验结果显示:在3~8.5 GHz频段内天线效率的仿真与实测值差异较小,最大为0.295 d B,表明改进的方法能够较准确地对受试天线的效率进行测试。     

计算电容型设备介质损耗因数的相关函数法的改进

由于不能在整周期区间内准确积分,当采样频率与电网信号频率不同步时,采用有限时间离散相关函数法计算电容型设备的介质损耗因数(介损)会产生较大的误差.采用插值法修正了相关函数法的积分区间,用梯形积分代替矩形积分,采用优化的采样频率和采样点数来提高计算精度.仿真实验表明经过修正的相关函数法对电网频率波动有较强的抑制能力,可明显减少介损的计算误差,从而不必使用同步采集卡.此外,该方法的采样频率不高、采样点数不多,易于通过基于微控制器单元(MCU)或数字信号处理器(DSP)的测量系统实现.     

相位对DFT测频分辨率影响的研究

频率分辨率是指所采用的算法能够被识别的两个单音信号的最小频率间隔,在实际测量中,通常根据频率分辨率确定所需要的最小采样点数.在现有的信号处理文献中,一般认为DFT频率分辨率为△f=fs/N,然而在实际应用中,根据此定义确定的采样点数往往不能满足要求.文中以两个等幅单音信号为例,分析了这种现象产生的原因和信号相位对DFT测频分辨率产生的重要影响.文中给出了Matlab仿真结果,提出了实际工程应用中采样点数选取的建议公式.     

一种降低转矩脉动和开关频率的异步电机DTC控制方法的研究

异步电机直接转矩控制(DTC)方法在数字实现时,由于电压矢量个数的有限和采样及数值运算带来的滞后,使稳态输出转矩的波动远大于给定转矩容差。提出一种新的DTC控制方法,可以在不增加功率管开关频率的前提下明显改善转矩和电流波动(尤其在低速时),且不增加硬件电路的复杂性。仿真实验证明了该方法的有效性。     

基于频率自适应谐振控制器的静止无功发生器电流控制

为了提高静止无功发生器(SVG)的补偿性能、增强谐波抑制能力、拓宽补偿带宽,提出一种基于谐振控制器(RC)的电流控制策略。通过对基波无功和特定次谐波分别设置对应的RC,利用控制器在谐振频率点的无穷大开环增益,实现基波和谐波电流的无静差跟踪。通过数字信号处理芯片(DSP)实现控制功能,为了避免数字化过程引入的控制器性能偏差,直接在离散域进行控制器设计,并针对RC开环增益对电网频率敏感的特性,利用固定基波周期采样点数,实时调节采样周期的数字锁相环,保证控制器谐振频率实时跟踪电网频率变化,提高装置鲁棒性。实验结果验证了本文提出控制策略的有效性。     

一种基于粒子滤波的鲁棒声源跟踪算法

为了提高噪声和混响环境中声源跟踪的精度,提出一种基于粒子滤波的鲁棒声源跟踪算法。在基于麦克风阵列的粒子滤波声源跟踪算法框架下,该方法分别采用常规可控波束形成和相位变换加权的可控响应功率两种声源定位函数来构造似然函数,并且分别用这两种似然函数评价粒子权重,再将各自的粒子权重归一化并对两种粒子权重做加权平均得到新的粒子权重。仿真结果表明,在高信噪比或弱混响条件下,该方法的跟踪性能与传统方法接近;在信噪比低于10dB,混响时间大于300ms条件下,该算法的跟踪误差比传统算法减小15%~20%。文中提出的声源跟踪算法结合了两种定位函数的优点,在低信噪比,较强混响环境下有好的鲁棒性。     

频率搅拌混响室场均匀性与搅拌带宽选取方法分析

为了确定混响室在频率搅拌方式下的有效搅拌带宽这一参数,在分析矩形谐振腔原理的基础上,简要阐述了频率搅拌混响室实现电场"统计均匀"的工作原理,并进一步对搅拌带宽的选取原则进行了分析。在尺寸为10.5m×8m×4.3m的大型混响室内,通过矢量网络分析仪测量了少模与过模状态下收、发天线间的传输参数S21,利用测得的S21参数分析了该混响室在频率搅拌方式下的低频特性,并给出了不同搅拌带宽下场均匀性验证的方法。试验结果及数据处理表明:该混响室在频率搅拌方式下最低可用频率与机械搅拌方式基本相同;在过模状态下,选择合适的搅拌带宽能够得到统计均匀的场环境;当工作频率为500MHz～1.5GHz时,其最小有效搅拌带宽约为30MHz。     

基于新型全数字锁相环的SVG系统

新型全数字锁相环(AADPLL)技术在SVG系统中的运用,能实时跟踪电网频率的变化,对采样电压进行同步6倍频,实现6相同步触发脉冲,对采样电压进行同步240倍频,保证ad在每周期采样240个点,从而减少了采样误差和触发误差,使SVG实验运行系统的功率因数比未使用这项新技术之前的SVG实验系统的功率因数提高了1.5%。从而证明其有效性。     

混响室校准测试

混响室用于辐射干扰测试,以其造价便宜、测试重复性好等优点越来越受到广泛的重视,深入开展混响室的优化设计、测试方法、统计理论等方面的研究,可为更规范应用混响室测试方法提供科学的依据。为研究混响室在使用之前需要进行的校准测试,以评估其性能,并获得几个重要的校准参数,利用清华大学建造的混响室,从场均匀性,天线校准系数,品质因数等方面评价空腔混响室的性能。进行4次测试的结果表明设计的混响室品质因数高,电场均匀性良好。测试的重复性非常好,建造的混响室能够很好的用于电磁兼容测试。     

混响室内基于统计特性的屏蔽效能测试

针对传统屏蔽效能定义的测试方法存在的不足,提出了混响室条件下基于统计特性的屏蔽效能测试方法,并从理论上阐述了其优越性。应用仿真软件FEKO对屏蔽体电场强度数据采集方式进行了仿真计算,结果表明选择中轴线采样能够有效反映屏蔽体的屏蔽特性。开发了基于统计意义和多点数据采集的混响室屏蔽效能测试系统,研究了尺寸为800 mm×700 mm×1000 mm的小屏蔽体在不同缝隙尺寸下的屏蔽效能。同时通过对传统定义和统计定义下屏蔽效能重复性测试,结果表明,混响室内基于统计特性的屏蔽效能测试方法相比传统测试手段具有更好的重复性,更加适于工业应用。     

风电并网系统小干扰概率稳定性分析与改善

在桨距角控制系统中加装电力系统稳定器(PSS)以阻尼电力系统低频振荡,并且考虑系统运行方式的随机不确定性,利用累积概率曲线来获得随机变量的概率数字特征。采用基于数值分析的概率方法研究含风电场系统的小干扰稳定统计属性。通过在含风电场的五机两区域系统中进行仿真,验证在桨距角控制系统中安装PSS对改善小干扰概率稳定性的有效性,并对其改善效果进行评估。仿真结果表明,在桨距角控制系统中加装PSS能有效抑制本地振荡模式,并削弱区间振荡。     

互相关函数在声学测温系统中的误差分析

由于炉膛背景噪声的影响和实际中用于互相关运算的采样点数不可能无限大,声学测温系统中采用的互相关函数测量的声波飞渡时间的方法是存在误差的。文章从理论上给出了这一误差的方差表达式,并分析了影响这一误差的因素,通过选取合适的互相关运算点数。采样频率和具有尖锐自相关特性的声波信号,能有效降低这一测量误差。     

混响室测试区场均匀性分布规律仿真分析

为了研究混响室工作区(或称测试区)场均匀性分布规律,用电磁仿真软件FEKO建立了混响室的物理模型。采用矩量法结合物理光学法,计算混响室测试区24个位置的电场强度,比较得出的3个大小不同测试区电场的标准偏差,发现工作区域2的标准偏差小于工作区域1的标准偏差,而工作区域3的标准偏差小于工作区域2的标准偏差,这说明电场的均匀性随测试区体积的减小而提高,越靠近工作区的中央电场均匀性越好,用于进行电磁兼容测试的待测物最好放在工作区的中央位置。     

LCMV分频的改进维纳滤波后置波束形成算法

针对封闭环境中语音信号受到混响影响,提出了LCMV分频的改进维纳滤波后置波束形成算法。该算法通过计算麦克风阵列接收到含混响信号的短时傅里叶变换得到频域阵列信号,对频域阵列信号分频处理,将分频的信号进行线性约束最小方差波束形成滤波处理,该波束滤波根据每个频段上混响时间不同的特性对频域阵列信号进行分频处理后,将波束形成算法分别应用到高低频中,以提高混响抑制的精度;再由频域阵列信号的组合功率谱进行维纳后置滤波以抑制混响,由麦克风阵列接收到混响信号的直达波和反射波之间不相关性及麦克风阵列接收信号的空间信息解决维纳滤波器的精确估计问题;最后由逆短时傅里叶变换恢复出时域信号。仿真结果表明,该算法对混响抑制具有明显的改善;且在混响时间600 ms条件下语音增强系统的PESQ值提高了0.26。     

材料磁导率对混响室场性能影响的仿真分析

为了在混响室的设计过程中合理地选择材料,以达到优化混响室场性能的目的,采用基于矩量法的电磁仿真软件FEKO分别对使用3种不同磁导率材料混响室的电磁场进行了仿真计算,从场强大小和场均匀性两个方面研究了材料磁导率对混响室场性能的影响。仿真结果表明:材料的磁导率越大,混响室内电场强度的各分量最大值和场强平均值越小,并且材料磁导率的变化不改变混响室内电场的分布情况。从场均匀性方面来看,对于3种不同磁导率材料的混响室,在80和150MHz频点处,其场均匀性均满足标准IEC61000-4-21的要求。