基于谐波分析的变压器套管介损因数检测

传统方法常因电网频率波动和存在高次谐波导致基波相位测量精准度较差，为此提出基于谐波分析的变压器套管介损因素检测方法。通过计算电压和电流经过零点的时间差设计介质损耗角正切检测框架，进行傅里叶级数分解检测，降低电子电路中零漂的干扰，利用修正理想采样频率法消除频谱泄漏产生的测量误差，凭借修正采样频率和采样周期实现了自动化检测。通过仿真实验结果表明方法较传统方法相比有着较高的测量精度，且计算简便、利于实际工程应用。     

一种基于改进DFT算法的相位差测量研究

相位差是指两路同频率周期信号初相位的差,在工业系统中有广泛应用,传统DFT算法测量工频相位差存在很大的频谱泄露误差。论文提出一种改进DFT相位差算法,使用布莱克曼自卷积窗对信号截短,并利用离散频谱校正方法修正有用频谱处的相位,并计算出相位差。仿真实验证实,在存在多次谐波干扰条件下,改进DFT算法能够克服频率波动和白噪声干扰,算法精度比现有的矩形自卷积窗插值算法提高2个数量级以上,可以实现相位差的高精度测量。     

基于Blackman自卷积窗及三谱线插值修正的介质损失角计算方法

非同步采样时,基于谐波分析理论的介质损失角计算结果会有较大误差。为减小该误差,提出一种基于Blackman自卷积窗及三谱线插值修正的介质损失角计算方法。利用旁瓣性能优越的Blackman自卷积窗抑制信号频谱泄漏效应,同时提出利用幅值最大的谱线及其相邻的2根谱线进行三谱线插值以进行频谱校正,进一步提高介质损失角计算精度。在基波频率波动、介质损失角真值变化、谐波比例变化、白噪声影响、采样频率变化的情况下,将所提介质损失角计算方法和基于双谱线插值修正的介质损失角计算方法的计算结果进行对比,结果验证了所提方法的准确性与有效性。搭建了介质损失角模拟测量实验平台,在平台上运用所提方法计算介质损失角,结果表明所提方法的精度较高。     

加过零检测的电力谐波加窗算法

离散傅里叶变换是电力谐波检测的有效方法。针对该算法频谱泄漏严重,导致谐波检测精度不高的问题进行了研究,分别采用对时域信号加平顶窗和经典海宁窗、对加窗信号进行傅里叶变换求解电力谐波的方法。考虑到加窗算法得到的谐波幅值的计算精度除了与所加窗的频谱特性有关外,还与采样初始相位密切相关,因此,提出先通过过零检测以决定信号初始采样相位,然后对采样信号加海宁窗进行谐波计算的方法。Matlab仿真和实际应用表明,该方案对于电力谐波检测具有较高的精度和实时性。     

基于加新型自卷积窗的频谱插值谐波分析方法

为了解决快速傅里叶变换在电力谐波分析方法中存在采样的不同与非整数周期截取而造成的栅栏效应和频谱泄露的问题,提出一种基于P阶三角自卷积窗改进FFT频谱插值的电力系统谐波分析方法。首先使用P阶自卷积窗截取信号,之后选取幅值最大的频率附近的离散的频谱3条谱线进行加权平均计算来确定谐波谱线的准确位置,进而可以得到谐波的幅值、相位和频率,最后通过多项式拟合的方法,提出谐波修正的公式。通过仿真分析,所提出的自卷积窗函数能降低频谱泄露和栅栏效应带来的影响。采用改进的频谱插值算法可以提高电力谐波的检测精度,有助于对谐波的应用分析。     

基于自干涉驱动技术的超声波飞行时间测量系统优化设计

超声波飞行时间测量极易受到噪声的干扰而影响检测精度.针对这一难点,利用幅值、相位调节技术驱动超声波换能器产生白干涉发射波形,通过相位检测预判接收信号到达时间,结合双阈值拟合算法计算飞行时间.该系统以信号处理器DSP为核心,采用CPLD完成高精度数字相位检测.与传统的超声波飞行时间阈值检测方法相比,该系统具有测量精度高、抑制噪声干扰等优点.     

基于全相位频谱校正的TMBOC信号的捕获

针对使用传统部分匹配滤波器（PMF）结合快速傅里叶变换（FFT）无法精确捕获时分复用二进制偏移载波（TMBOC）调制信号的问题,提出一种基于全相位频谱校正的捕获方法。首先通过PMF过程对接收信号进行部分相关运算,再使用全相位快速傅里叶变换（apFFT）算法对多普勒效应进行补偿,最后结合全相位频谱校正技术对功率谱进行校正。仿真结果表明,在同一条件下,该算法比PMF-FFT加窗算法检测概率提高了3 dB左右,并有效缩短了捕获时间。该算法可比PMF-FFT加窗算法更精确捕获TMBOC信号。     

基于混合卷积窗和双窗法的FFT算法研究

FFT算法是信号处理中一个不可或缺的部分,也是其中需要改进的部分。设计一个精度优良的FFT算法有助于推进频谱分析的实用化进程。针对FFT改进算法的实现需求,文章采用了C语言结构设计了一个任意点数的FFT算法,分析了混合卷积窗的频谱特性,并总结了任意窗函数的幅值恢复方法。最终通过构建混合卷积窗和双窗法结合的处理方法有效提高了FFT算法的精度,仿真结果表明,与普通FFT、混合卷积窗、双窗法方法相比,基于混合卷积窗和双窗法结合的FFT算法具有更高的精度。     

基于全相位FFT超声波流量计的相位检测方法研究

针对传统相位差法超声流量计在相位测量中易受外界干扰、准确度低的问题,提出了一种基于全相位快速傅立叶变换算法的超声波流量计相位检测方法。该方法由PLL时钟发生器产生两个频率相近的正弦信号分别用于激励与混频,并通过差频技术将混频后的参考信号与回波目标信号的相位信息从高频处理为低频信号,再由16位ADC对信号同步采样。超声波采样信号通过全相位预处理后进行FFT计算,得到准确的相位结果。同时,对比分析了全相位FFT的抗干扰性和采样频率对相位测量精度的影响,并将设计的电路应用于超声波液体流量测量,最终实验结果表明超声波流量计样机的测量误差优于1%,测量量程比为160：1。     

二维加窗全相位图像卷积滤波模板的设计

基于全相位数据空间的概念以及一种二维加窗全相位图像滤波模板的设计,给出了一修正的二维全相位图像卷积滤波模板设计方法。方法在用全相位概念设计滤波模板中充分考虑了用DFT和循环卷积表达线性卷积时的等价性条件,以确保待设计的全相位滤波器的频率响应特性与给定的原型滤波器的频率特性矩阵有更好的相关性和一致性。实验表明,该全相位滤波模板与已有的二维全相位图像滤波模板比较,有过渡带的宽度窄、滚降陡峭,阻带衰减小等特点,可以进一步有效消除方块效应,提高滤波处理后图像的质量。     

高压电容型设备绝缘的在线监测

本文详细介绍了高电压电容型设备绝缘在线监测的核心难点问题,即设备介质损耗角的测量,分析传统测量方法和结构形式存在的问题,为准确提取信号的基波分量,提出了基于电容分压原理的采样方法,给出了一种基于人工神经网络的介损计算方法,采用浏览器/服务器(B/S)模式,实现基于Web方式的绝缘监测信息查询系统.     

Measurement of thin conductive dielectric coating material parameters in a high noise environment

The tolerances of very thin, possibly conductive dielectric coating material parameters measured using the wideband free space transmission loss measurement technique in a high noise environment was investigated. The advanced postprocessing algorithm that improves those tolerances has been developed. This algorithm allows extracting thin coating material parameters with practically acceptable accuracy even when the level of systematic and random measurement noise is much greater than the level of transmission loss and insertion phase delay characteristics of the tested material sample. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2013.     

一种基于靶标识别定位算法的视觉测量技术

视觉测量在飞行试验高精度测试中发挥着重要作用。针对常规视觉测量中多标志点识别定位存在误识别、定位精度低等问题,设计了一种新的环形编码对角标志,并提出了一种基于环形编码对角标志识别定位算法的视觉测量技术。重点介绍了基于EDCircles圆检测算法的标志点识别、基于Harries角点检测算法的亚像素级定位和基于坐标变换的编码信息解码等技术的实现。经过实验验证,研究成果编码标志点识别定位算法识别准确、鲁棒性强、定位精度高,在大投影角度下仍能达到92%的识别率,可以满足飞行试验动态视觉测量任务相关需求。     

一种可同时测量位移和角度的电容式传感器设计

提出了一种可同时测量位移和角度的变面积式差动电容传感器的设计方案。位移测量范围为-50～50mm,准确度可达0.2mm,角度测量范围为0～180°,准确度可达0.5°。通过在结构上采用介质差动法,该传感器克服了边缘效应的影响,具有测量范围宽、线性度良好、受温度影响小等优点。     

电容型高压设备介损在线监测系统的现场采集单元设计

在线监测电容型高压设备的介质损耗(简称介损)是判断其绝缘状况的有效手段;为了提高电力系统高压电气设备监测的安全性、可靠性及信息化指标,设计了一种基于新型电容型高压设备介损在线监测系统的现场采样单元(监测终端);针对相对比较法,提出了利用GPS授时实现异地高精度同步采样,并采用GPRS无线网络实现远程控制和通信的相对介损测量方案,系统采用内嵌处理器软核Nios Ⅱ的现场可编程门阵列(FPGA)器件EP1C6Q240C8完成对芯片ADS8505的采样控制;利用Quartus Ⅱ软件进行逻辑设计时,使用硬件描述语言VHDL和Verilog设计工频测量和采样逻辑模块的逻辑时序并完成数字信号的提取和存储;监测终端将数据信息打包后通过GPRS无线网络、Internet、服务器传输到客户端;最后又引入了相关诊断策略的专家软件对设备的绝缘性能进行判断;试验结果表明,该系统相对介损测量的可信度、精确度和稳定度比传统仪器有很大提高。     

High temperature dielectric properties measurement system at 915 MHz based on deep learning

A ridged waveguide and heating system based on deep learning for dynamic measurement of dielectric properties at high temperatures has been developed. Firstly, specially designed ridged waveguide at the frequency of 915 MHz was utilized. The finite difference time domain simulation was then combined with the deep learning algorithm to construct the dielectric properties. In addition, the calibration method based on a two‐point algorithm was involved in the network. The precision of the measured dielectric constant and loss tangent was improved by 4.4% and 1.9%, respectively. Simulated results indicated that the deep learning algorithm had higher accuracy than back propagation neural networks and support vector machine algorithms. The reliability of the system was verified by Si₃N₄ and alcohols at room temperature. The dielectric properties of quartz particles were also tested over a temperature range up to 900°C. The experiment results agreed well with the reference values. This system can measure a wider range of dielectric properties and achieve higher accuracy using the advanced deep learning algorithm. It is more convenient to measure large size materials in industrial applications at high temperatures.     

主被动结合的网络测量技术研究

网络测量技术可以有效地帮助网络研究者和管理者更好地理解网络性能和结构。鉴于单一的主动测量或被动测量技术难以实现对网络信息进行精准而有效的测量,提出一种主被动结合的网络测量技术。针对被动测量方式获得的数据采用基于正则表达式的匹配和信息筛选机制提炼有效数据信息;基于这些信息,提出一种周期动态调整的主动发包方式测量目标网络的丢包率,并采用泊松分布的采样方式采集丢包率的测量数据;同时提出一种多路径动态路由测量算法,测量目标网络的路由路径信息。实验结果显示,周期动态调整的主动发包方式与固定周期发包的测量方式相比,可以将链路丢包率降低60%以上;多路径动态路由测量方法与Traceroute和Dijkstra路由寻路探测方式相比,路由探测准确率虽然相差很小,但是平均路由跟踪时间分别减少了大约10%和42%。表明周期动态调整的主动发包方式在网络突发时段可以适当调整发包周期;多路径动态路由测量方法可以有效地减少探测过程中的平均路由跟踪时间。     

基于关键点估计的抓取检测算法

抓取是机器人在服务与工业领域中进行人机协调的重要能力,得到一个准确的抓取检测结果是机械臂能否完成抓取任务的关键.为了提高抓取检测的准确率以及实时性,提出了一种由CenterNet改进的基于关键点估计的抓取检测算法.在网络的特征提取层使用了特征融合方法融合不同的特征图,减少特征的丢失;增加了角度预测分支用来预测抓取角度;...     

应用于电旋转芯片中电场分析的快速解析算法

电旋转技术目前已经成为相对成熟的生物芯片测量技术手段,但是其测量自动程度和测量精度一直是个需要解决的问题。基于许瓦兹-克里斯托（Schwarz-Christoffel Mapping,SCM）映射方法,一种用于电旋转电场分析的快速解析算法被提出。通过该算法的计算结果,电旋转测量的最佳区域被精确地定义。同时,由于该计算方法的精确度较高,而且相对于传统的有限元方法占用更少的计算资源且具有更快的计算速度,可用于电旋转测量数据的实时校正。最后,对该算法计算的结果和有限元方法计算的结果进行比较,两者的数据能够很好地吻合。     

基于隧道磁阻效应的反正切转速测量方法

针对传统转速测试系统精度低、温度稳定性差、测量范围窄等问题,提出一种基于隧道磁电阻(TMR)效应的高性能转速测试系统.在没有误差校正的情况下实现了0.19°的位置检测精度,已经达到了工程应用中常见的2000线编码器精度.本方法在被测转轴上布置磁栅环,利用具有高分辨率高频响特性的隧道磁电阻传感器对磁栅微弱磁场变化进行检测,得出频率随转速变化的正余弦信号.实验分别采用定时测角法、定角测时法和反正切法计算转速,结果表明3种算法中反正切算法检测精度最高,可达1.25％,更适合于隧道磁阻转速测量系统.