数据采集系统信号分析处理的硬件软件实现

针对数据采集系统中常见的高频、低频干扰信号,设计了硬件滤波器和软件滤波器;分别比较了这两种滤波器的设计原理、设计方法及优缺点,并引入傅里叶变换频谱分析软件进行数字仿真,滤波效果良好。将本文设计的硬件、软件滤波器应用在配电系统电量微机测控主从分布系统中,取得精度高、算法时间少等优点。     

嵌入式局部放电检测系统的数字滤波器设计

为较好地抑制来自电源的干扰和连续周期性干扰,提高系统的稳定性和抗干扰性能,介绍了在基于FP-GA的嵌入式局部放电信号检测系统中,对周期性正弦干扰进行抑制的新方法。根据FIR数字滤波器的原理,利用Simulink和DSP Builder构建了FIR滤波器的仿真计算模型,利用Matlab数字滤波器设计工具得到模型参数,对混叠高、低频干扰信号以后的放电信号进行滤波,达到预定的滤波效果后再将模型转化成能应用在嵌入式系统中的硬件描述语言。仿真结果验证了基于Simulink和DSP Builder设计硬件数字滤波器方法的可行性。和传统的设计方法相比,本文所给出的设计方法简化了开发流程、缩短了开发周期。     

HVDC换流站取消载波通信噪声滤波器的可行性

为防止高压直流输电（HVDC）换流阀高频噪声对电力线载波（PLC）通信的干扰,常规方法是在换流站交、直流侧安装高频噪声滤波器,但噪声滤波器时有故障并造成HVDC系统停运。现代电力系统已逐步采用光纤通信,针对此条件下是否有可能取消直流输电换流站的高频噪声滤波器的问题,对高坡—肇庆直流输电系统的高频噪声进行全面测量分析,得到一些有参考价值的数据。在测量数据的基础上,讨论了取消换流站交、直流PLC噪声滤波器的可行方案。     

采用梳状带通滤波的电磁流量计信号处理系统

提出采用梳状带通滤波和幅值解调的方法,处理高频矩形波励磁下电磁流量传感器输出信号,有效地抑制了各种噪声的干扰。对算法进行了仿真研究,确定梳状带通滤波器的带宽。选用DSP芯片,研制了数字信号处理系统,实时实现上述处理算法。进行了水流量标定实验,结果表明本文所研制系统的测量精度优于0．3％,满足工业测量的要求。     

大功率AC/DC变流器传导电磁干扰分析与抑制

本文研究了AC/DC变流器中传导电磁干扰 (EMI) 的抑制问题.在系统干扰测量和干扰源及干扰传播通道分析的基础上,提出了传导EMI的抑制方法,如采用混合式EMI无源滤波器、加装吸收电路等.混合式EMI滤波器对系统传导EMI抑制起着主导作用,能有效的滤除传导电磁干扰的低频成分和部分高频成分.简要介绍了所采用的理论计算和实际微调相结合的EMI滤波器的设计方法,该方法的特点是易于实施,只要求测量噪声幅度和噪声接受体的阻抗即可开始设计.实验结果表明,所采用的方法使变流器的电磁干扰得到了有效的抑制,并使系统满足了EMC标准要求.     

TSMC-PMSM系统的高频信号注入法低速控制

针对双级矩阵变换器(TSMC)驱动永磁同步电机(PMSM)系统低速区,基于反电动势的传统速度估算方法失效的问题,将脉振高频电压注入法首次拓展至此系统,通过注入高频电压信号并检测转子电流响应获取转速信息,实现低速下速度准确估算。分析了不同注入信号对该算法的影响,根据需求选择了IIR滤波器作为该算法滤波器,给出了滤波器传递函数和设计步骤,为系统实现提供了依据。实验结果验证了方案的可行性和有效性。     

高频信号注入法测量配电网电容电流及滤波的研究

为解决信号注入法测量配电网电容电流方法的频率选取和工频干扰等问题,分析了高频信号注入法的原理并对高频法进行改进。首先通过注入5 000 Hz高频信号求得电感值,然后通过扫频确定电网谐振频率,根据公式可计算出配电网对地电容值,并在扫频时通过串联电容的方法降低大对地电容系统的电容值,实现大对地电容系统电容电流的测量。同时运用数字信号处理器TMS320F28335,采用有限冲击响应滤波器(FIR)算法实现滤波功能,滤除扫频时注入信号中的工频干扰。通过理论分析和实验验证,该方法能够增加测量对地电容的范围,简化计算,滤除工频信号,使测量时的相对误差均不超过5%。     

扫频型接地电阻测量中IIR数字滤波器的设计

为克服传统单一异频法测量精度低的缺点,本文将扫频测量法应用到接地电阻测量中.信号源采用异频扫频电源,测量系统采用IIR数字滤波器进行选频滤波以减弱干扰信号.文中着重介绍了测量系统中IIR数字滤波器的设计,利用Matlab的可视化工具FDATool(Filter Design and Analysis Tool)进行滤波器设计并结合Simulink进行模拟仿真.根据信号源的一系列频率对应设计得到一系列数字滤波器,然后在DSP上编程运算.其特点是可根据设计要求实现可变中心频率的滤波器,进而在高速DsP中实时处理,而且方便调整滤波器参数,直观简便,有利于滤波器的最优化设计.     

相位噪声测量中环路滤波器研究与实现

环路滤波器是鉴相法测量相位噪声系统中决定相位噪声提取性能的重要部件,采用数字实现方法时,测量系统分析带宽和锁相环路工作要求决定了该滤波器为极窄带宽滤波器。针对高性能极窄带宽的设计要求,通过理论分析,提出了适用于相位噪声测量系统的分级多相抽取数字滤波器结构。该结构采用了多级抽取、多相结构、存储器优化、乘法器优化等改进方法。论文中对优化后的滤波器结构与现有滤波器实现结构分别在FPGA中进行实现。通过比较两者实验结果,给出的极窄带宽滤波器分级多相实现结构在达到系统指标要求的条件下,占用资源为传统结构的33．8％,计算量为传统结构的54．5％。     

多阻带多通带数字滤波器

本设计用FIR(Finite Impulse Response)数字滤波原理设计一阻带范围分别为48-52Hz、98-102Hz、148-152Hz的三阻带数字滤波器,有效实现对电子测量系统中的工频50Hz及其二次谐波和三次谐波干扰的滤除.对去噪后的信号进行分析大大提高测试系统的精度,整个过程分为滤波器设计和滤波算法实现以及对不同窗函数和阶数的滤波性能的分析比较三部分.     

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。     

基于谐振频率预测模型的配电网电容电流测量方法

现有配电网电容电流测量的信号注入法在测量精度和速度上暂不能达到平衡,为更适应测量系统快速跟踪变化的要求,提出了一种谐振频率预测模型。该模型直接根据波形波峰间的时间差进行谐振频率的计算,能够快速确定电容电流大小,大大缩短测量时间。为有效消除具有一定频率偏差的工频信号干扰,设计了级联陷波器对中性点电压信号进行处理。多组仿真实验证明,该模型测量方法可有效消除工频信号干扰,计算简便,测量精度高、速度快。     

多水平集单周期电力系统频率测量方法及应用

电力系统频率测量存在精度与实时性无法同时满足的问题,因此提出一种多水平集单周期频率测量方法。首先采用数字低通滤波器滤除信号中的高频干扰,其次采用三次样条(not-a-knot)插值法对所设阈值附近的采样点进行重构,然后利用多个阈值与信号的交点进行频率估计,最后运用最优组合加权法得到电力系统频率估计结果。该方法是一种时域频率估计方法,具有计算量小、精度高的特点,可在单周期内实现电力系统频率的准确测量。仿真和实际测量实验结果验证了多水平集单周期频率测量方法的有效性和可行性。     

基于改进电压模型的感应电机无速度传感器矢量控制

磁链和转速信息直接影响矢量控制的动态特性。基于传统电压模型,设计了一种改进的磁链观测器和转速估算方案。利用低通滤波器替代积分器,消除了积分环节对磁链观测的不利影响;利用磁链参考值补偿观测误差,保证磁链观测的准确性。为消除测量噪声和随机扰动的影响,引入同步角频率的误差校正项和滤波环节,通过滑差迭代更新的方式保证参数估算的准确性。仿真和DSP电机对拖试验平台验证了改进方案的有效性。     

变频测量前置模拟滤波器的研究

设计了变频 (4 0～ 6 0Hz)测量用的前置模拟滤波器 ,它采用的二阶有源RC滤波电路 ,包括低通放大和带阻滤波两部分。实验校验结果表明该前置模拟滤波器的陷波作用很好 ,能够有效削弱高频和工频的干扰 ,提高信噪比达1 0 0倍 ,可用于变频法测量电力系统地网接地电阻、绝缘介质损耗测试等电路和装置中     

换流站高压电容器组不平衡电流测量方法及装置研发

换流站高压电容器组不平衡电流现场测试受复杂电磁场干扰比较严重,而且试验过程中不平衡电流很小,难以直接准确测量。提出一种全新的测量方法,将高频低压交流信号施加于电容器组,通过采集桥臂不平衡电压并采用二阶高通滤波器滤除工频干扰,根据电容器组等效阻抗,计算出不平衡电流值。给出测量装置的实现原理并从电源纹波干扰、工频干扰、放电干扰、器件热噪声干扰等方面采取措施,实现精准测试。现场测试结果表明,新方法理论思路正确,不平衡电流值测量准确。     

连续方波脉冲下的局部放电测量分析系统

本文对连续脉冲电压下局部放电的测量分析系统进行研究.分析了不同铁芯材料传感器的响应特性,并用小波包对高低频干扰信号的提取方法进行了研究.在此基础上,通过对脉冲电压下局部放电分析,进一步研究各种统计参量的统计方法和特征,并对样本老化时间和统计参量的关系也进行了验证.通过这些研究,表明该系统对脉冲电压下局部放电的提取和统计是有效的.上述工作的开展,为更深入地研究脉冲电压下绝缘老化机理打下了坚实的基础.     

孤网失稳状态下频率和暂态谐波分析方法

针对孤网失稳状态下频率和谐波快速宽频变化导致的傅立叶谐波分析频谱泄漏问题,提出了一种基于自适应变带宽周期滑动滤波的频率和暂态谐波分析方法。首先通过基于周期滑动滤波原理的预处理系统消除非平稳信号的高频周期干扰,并剔除直流分量;然后对预处理后的序列采用零交法进行实时锁相,自适应调整周期滑动滤波器的带宽;最后根据计算的非平稳信号实时频率,利用DFT算法对非平稳信号进行谐波分析,准确得到每一个谐波成分的暂态信息。仿真结果及现场实测数据表明,该方法在多种非平稳状态下均具有较高的谐波测量精度,能够有效地对孤网失稳状态下频率和暂态谐波进行测量。     

Adaptive estimation of power system frequency deviation and itsrate of change for calculating sudden power system overloads

A novel Kalman filtering-based technique is presented for estimating power system frequency deviation and its average rate of change during emergency operating conditions that may require load shedding. This method obtains the optimal estimate of the power system frequency deviation from noisy voltage samples and the best estimate of the mean system frequency deviation and its rate of change while accounting for low-frequency synchronizing oscillations which occur during large disturbances. The proposed technique is a two-stage algorithm which uses an adaptive extended Kalman filter in series with an adaptive linear Kalman filter. The extended Kalman filter calculates the frequency deviation, magnitude, and phase angle of the voltage phasor, which may change during the time period covered by the estimation window. Both the measurement noise variance and the system noise covariance associated with the voltage samples are calculated online. The instantaneous frequency deviation is used as the input to a linear Kalman filter, which models the frequency deviation as a random walk plus a random ramp process. The estimated average rate of frequency decay is represented by the slope of the random ramp. Results for both single and multiple measurements are reported