基于小波变换的电缆局部放电定位中时延算法研究

在电缆局部放电定位直接相关法的基础上,研究出了一种基于小波变换的广义相关时延估计算法。此算法放宽了直接互相关法对信号与噪声的假设条件且在低信噪比下仍能有效估计时延;同时为了提高时延估计精度,在广义相关时延估计的基础上又研究出了基于基小波的二次加权法。利用PSCAD/EMTDC仿真分析论证了这两种算法在电缆局部放电定位中的有效性。     

基于插值互相关函数的GIS局部放电特高频时差定位方法

文中提出一种基于插值互相关函数的GIS局部放电特高频时差定位方法。该方法对在较低采样频率下捕获的局部放电特高频信号首先进行三次样条插值处理,再对插值后信号进行互相关分析,以达到精确估计特高频信号时延的目的。该方法能够利用算法提升系统采样频率,从而提高弥补系统硬件的采样性能,同时减小由于信号时延与采样间隔非整数倍匹配所造成的时延估计误差。通过仿真试验分析两组特高频信号的时延,验证了该方法的可行性和有效性。应用该方法成功定位了一起220 k V GIS内部悬浮电位放电缺陷。仿真试验及应用结果表明,利用基于插值互相关函数的特高频时差定位方法,能够准确快速地进行时延估计,提高时延估计准确度27%以上。     

基于Hilbert变换的广义时延估计算法

本文在研究广义相关时延估计算法的基础上,结合Hilbert变换的性质,提出了基于Hilbert变换的广义时延估计的算法,把以往通过峰值检测估计时延转变为过零检测估计时延.此法不仅具有抗噪和抗混响能力,而且有利于在相关峰值平坦的条件下提高精度,经仿真证明了此算法的有效性.     

基于奇异值分解的互相关时延估计优化算法

针对多站时差定位系统在低信噪比下无法获得准确的时延估计,进而影响时差定位的精度,提出一种基于奇异值分解和希尔伯特差值的互相关时延估计优化算法。首先对接收信号进行奇异值分解,提高信号的信噪比,然后将处理后的信号作互相关运算,最后通过希尔伯特差值法锐化相关函数的峰值,进一步提高时延估计精度。在相同条件下,模拟分析了不同算法的时延估计精度,结果表明,新的优化算法时延估计精度更高,具有良好的抗噪声性能。     

基于压缩感知的低复杂度分数时延信道估计方法

基于压缩感知(compressed sensing,CS)技术的信道估计方法已被应用于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统的信道估计中以提高频谱利用率。然而,传统的时域普通采样方法会导致信道测量矩阵不够精细,无法精确恢复信道状态信息。针对这一问题,提出利用分数时延信道模型模拟系统的无线多径信道,利用接收端时域过采样方法细化信道测量矩阵以提高信道估计精度。同时,为了克服由时域过采样导致的算法复杂度增加的问题,提出一种改进正交匹配追踪算法(modified orthogonal matching pursuit,MOMP)。仿真实验结果表明,在分数时延信道条件下,提出的接收端时域过采样方法能准确检测到信道的分数时延且提出的MOMP算法能显著降低估计算法的计算复杂度。     

基于分段CEEMD降噪的时延估计研究

为了提高信号非平稳、采样点数较多条件下的时延估计精度和速度,提出了一种基于分段CEEMD降噪的广义互相关时延估计方法。该方法首先将原始信号划分为等长的小信号段,再利用CEEMD阈值降噪方法滤除各小段信号的噪声成分,连接降噪小信号段构成原始信号的降噪信号,最后根据降噪信号的互相关峰值来估计时延。针对该方法中的分段段数和添噪次数的选取问题,在研究这两个参数对仿真人走动信号降噪精度和计算耗时等性能的影响的基础上,给出了参数的具体选择范围。将该方法应用于声定位系统的时延估计中,结果表明:在信号采样点数较多、低信噪比的情况下该方法仍能够较为快速、准确地估计时延。     

长基线宽带测向算法及FPGA实现

传统测向算法受到相位解模糊条件的限制,基线长度设置较短,测向精度得不到提高。为了提高测向精度,可以采用长基线,通过估计信号到达两个阵元的时间差实现方位角估计。在多相滤波信道化体制下,数据经过抽取后时间分辨率降低,运用传统的到达时间估计得到的时差精度较低。由于现代雷达发射的信号通常是宽带信号,经过时域和频域的对应关系将时差估计问题转换为频率估计问题,其精度不受采样时间间隔的限制。MATLAB和QuartusII联合仿真结果表明,该算法运算简单,适于硬件实现,可以实时进行处理。在一定的基线长度和带宽条件下,该算法能达到较高的测向精度。     

应用于频率宽范围偏移电网的改进相位差校正法

非同步采样造成的频谱泄漏是相位差测量误差的主要来源,尤其针对于频率宽范围偏移时,采用传统相位差法很可能造成测量失败。文中提出一种基于传统相位差的改进算法,改进算法分为两个步骤:第一,通过分析加窗信号频谱,将频谱表达式进行多项式变换从而加快旁瓣衰减速度,进一步减轻频谱泄漏和各谱线之间的干扰;第二,通过估计电网基波频率偏移范围确定待测信号采样点数,对采样序列采用截取点数不同的前后两次相位差法,第二次相位差法的截取点数由第一次相位差法估计的基波频率决定,减小了非同步采样带来的频谱泄漏。分别在基波频率稳定、基波频率宽范围偏移以及含有噪声干扰的情况下进行仿真验证。仿真结果表明,改进算法的电参数测量精度较传统相位差法有大幅度的提升,采样窗长满足IEC标准规定窗长。     

一种提高智能变电站PMU相量测量精度的改进采样值调整算法

提出了一种适用于智能变电站应用环境下提高同步相量测量单元(PMU)测量精度的采样值调整算法。算法基于三次样条插值和时标变换,实现了过程总线采样数据与PMU算法的无缝连接。该算法减小了过程层定采样频率下系统频率偏移带来的离散傅里叶变换(DFT)算法频谱泄漏误差,同时可有效减小过程总线采样值传输丢包对相量算法精度的影响。在智能变电站应用环境下利用MATLAB对所提算法进行仿真,结果验证了其不受频率偏移和采样值丢包的影响,能保证PMU相量测量的高精度。     

基于欠采样的频率测量方法

奈奎斯特采样定理限制采样率必须大于输入信号频率的2倍以上,因而对高频信号进行精密测量需要花费昂贵成本来得到适合的高采样率,本文提出一种欠采样的频率测量算法,也就是用不符合采样定律的特定低采样率对高频信号进行采集,采用互相关算法对采集所得的数据进行处理,最终实现了对高频信号的精密测量。试验结果得出:应用该算法采样能得到较逼真的波形,对于5MHz以上的高频信号,频率信息仍能精准的保留。运用该方法测量10MHz的信号,频率测量精度可达10?12量级。     

基于超声波液位计的标准流量计量方法

为了解决传统水流量标准装置存在由换向器的换入和换出行程差产生的流量测量误差问题。通过对超声波液位计的原理分析和容积标定法的研究,提出了一种基于超声波液位计和标准水箱的流量在线检测计量方法。利用超声波液位计与标准水箱进行实验,得到液位高度和液位体积的函数关系;利用上位机和8路模拟量采集模块采集标准水箱液位高度和相应的时间,进而得到标准圆筒中液位体积和时间的关系,由单位时间内流体体积的变化值得到实际流量值。实验结果表明,采用此方法得到的流量测量值精度能够达到0.55%,能够实现流量的精准测量。     

任意频点双混频时差测量方法及仪器的研究

介绍了采用双混频时差法研制的任意频点比对测量系统,媒介频标采用DDS代替了传统的调偏振荡器,采用双混频时差法原理,研发一种1~30 MHz频率范围内任意频点的时差、频差比对分析系统。系统比对测量频率1~30MHz,采样时间100 ms~106s;本底噪声(1 s)为5MHz/10MHz优于5×10-13,其他频点优于1×10-12。测量系统通过软件算法可以测量稳定度、准确度、相位差、老化率。     

Multipath Time Delay Estimation Based on MUSIC Algorithm Under Small Sample Conditions

On account of the traditional multiple signal classification (MUSIC) algorithm has poor performance in time delay estimation under the condition of small sampling data and low SNR. In this paper, the traditional MUSIC algorithm is improved. The algorithm combines the idea of spatial smoothing, constructs a new covariance matrix using the covariance information of the measurement data, and constructs a weighted value using the modified noise eigenvalues to weight the traditional estimation spectrum. Simulation results show that the im-proved algorithm has steeper spectral peaks and better time delay resolution under the condition of inaccurate path number estimation. The time delay estimation accuracy of this algorithm is higher than that of the traditional MUSIC algorithm and the improved SSMUSIC algorithm under the conditions of small sampling data and low SNR.     

基于二次相关的双阵元接收阵列超声波风矢量测量

针对在低信噪比条件下超声波风速风向测量精度低的问题,提出一种基于二次相关法的双阵元接收阵列超声波风速风 向测量方法。 首先采用由一个超声波发射传感器和两个接收传感器组成的阵列结构,其次在该系统结构基础上给出一种基于 二次相关的超声波传播时间测量方法,利用二次相关算法对噪声抑制更强的性能可有效提高风速风向测量的精度。 最后通过 模拟仿真实验对所提测风方法进行有效性验证,并通过双阵元测风系统进行了实测数据验证。 实验结果表明,基于二次相关算 法的双阵元接收阵列超声波传感器风速风向测量方法具有较强的噪声抑制能力,在实测环境下风速风向最大测量误差分别为 0. 24 m/ s 和 2. 4°,基本达到了超声波测风仪的设计要求。     

基于DFT的电力系统频率及谐波精确算法

频率是电力系统运行特性评估中最重要的参数之一。传统频率测量算法存在不同程度的误差,而它所带来的频谱泄露则影响谐波测量的精度。提出基于离散傅里叶变换（DFT）的改进测频算法,该算法利用相隔半个周波的3组信号数据求取2个修正系数,分别对相邻两个周波的相角进行修正,再通过其相角差求得实际频率。在此基础上,通过实时修正采样频率实现同步采样,从而精确进行谐波分析。4种不同情况的仿真实验结果表明算法具有较好的频率跟踪效果和谐波测量精度。     

基于STM32L152的低功耗超声波热量表的设计

针对目前市场上的超声波热量表存在精度低、功耗高和运算时间长的问题,设计了一种基于STM32L152和TDC‐GP22的低功耗超声波热量表,利用时差法超声波流量测量原理和电容充放电原理实现了流量、温度和热量的测量。设计的热量表包括了流量测量、温度测量、通信模块和人机交互模块,详细介绍了热量表的硬件电路设计和软件设计。最后的实验结果表明,流量测量误差在1％以内,并且在19000mAh的电池供电情况下,热量表可以连续工作9年,使超声波热量表具备了高精度、低功耗等优点,具有良好的应用前景。     

配电系统测点布置方法研究

提出了一种配电系统测点布置的新方法。该算法在基于支路电流的状态估计方法的基础上,定义了测量量对测量误差总方差的“灵敏度因子”,通过比较其大小,得到了配电网测点布置的方案,即能以较少的测量点获得较高的估计精度,且计算量少。文中利用IEEE33节点的配电系统进行仿真试验,证明了算法的正确性和合理性。从而,为应用于实际规模的网络提供了一个新途径。     

应用于电力谐波分析的改进插值算法

频谱泄漏是加窗插值傅里叶变换算法测量误差的主要来源,可通过加高阶窗抑制误差,但二次谐波及其他弱谐波的估计精度仍难显著提升,且带来复杂的频谱表达式和频率分辨率的损失。针对上述问题,提出一种改进插值算法。通过加低阶的sine窗函数,将传统离散傅里叶变换(DFT)平移1/2个谱线间隔到Odd-DFT域插值修正。利用相对频偏在所求谐波分量上减去其他分量的长程谱泄漏干扰之和,再进行插值修正,获得更精确的相对频偏。循环迭代若干次,用于抑制频谱泄漏对估计精度的影响。推导了修正公式,给出了算法流程,在不同环境下进行仿真分析,得出合理的迭代次数。研究结果表明,该算法的测量精度较传统加窗方法更高,并且弱谐波的估计精度得到提升,所需的采样时窗更少,提高了测量精度,满足电网测量的需要。