基于脉冲星信号的自适应同步采样方法

基于传统GPS/北斗信号的广域同步测量技术易受到恶意网络攻击,可靠性难以得到保障。为解决这一问题,本文利用脉冲星信号周期脉冲精度高、免疫于现有网络攻击的特性,提出一种新型自适应同步采样方法:首先对射电望远镜接收到的脉冲星信号进行多相滤波、消色散和周期折叠处理,得到脉冲轮廓;然后采用最小二乘法监测本地晶体振荡器频率,动态调整定时控制间隔实现自适应同步采样。为验证算法的有效性,本文采用脉冲星J0437-4715的观测数据生成同步信号,实现电网信号的同步测量,利用递归离散傅里叶变换算法计算采样数据的相角和频率,得到相角和频率平均测量误差分别为-9.75×10~(-5)°和9.83×10~(-7) Hz,验证了所提自适应同步采样方法的有效性。     

基于ARM+FPGA的电压监测仪现场校验装置设计与实现

针对电压监测仪因受器件老化及现场环境影响等导致测量准确度降低和现场校验困难等问题,提出了一种基于ARM+FPGA的电压监测仪现场校验设计方案。介绍了校验系统的校验原理及指标,并给出了校验系统的组成及设计原理框图;详细阐述了ARM+FPGA主控模块、幅值调整电路、滤波电路、功率放大电路和通信电路等硬件模块设计。考虑到日趋严重的电网谐波污染,引入鲁棒锁相环实现谐波电压检测以提高监测精度。给出校验系统的软件设计流程,并实现电压监测及误差校验等功能。在无谐波和有谐波环境下进行了系统准确度和长时间稳定度测试。实验结果表明,该校验装置能产生精度为0.05级的标准电压源,以满足校验和长时间工作稳定性要求,有效解决了电压监测仪现场校验难题。     

电网相量同步动态监测系统

介绍了基于GPS（全球卫星定位系统）和现代通信技术发展起来的一种全新的电网监测和控制手段——全网相量同步动态监测技术和应用该技术实现的电网相量同步动态监测系统的构成，并就该系统中相量测量装置（PMU）的设计原则和核心算法，以及系统通信方式的选择等关键技术进行了研究，同时对全网相量同步动态监测技术的应用前景进行了探讨，重点介绍了其在系统动态过程监测、不稳定预测、系统状态估计和失步保护与故障定位等方面的应用。     

最新发明专利信息

功率因数—电压变换装置这是一种由采样部件电压互感器和可以取出被测电路电流过零信号的另一采样部件电流互感器及转换组件可控硅整流器组成的功率因数—电压变换装置,具有线路简单、工作可靠、调试容易等优点,尤其是不受被测电网频率、电压等级、电流等级和负载性质的限制,可以同步跟踪电网无功量的变化,而且不需要中间放大环节就可直接带动测量仪表或驱动执行元件,可以广泛应用于功率因数的测量、控制和调节的系统中。     

基于单片机的电压互感器相角差测量系统

介绍了一种基于单片机的相角测量系统,应用于韶-4高压电压互感器相角差的测量.该系统具有硬件电路简单、可靠性强、显示稳定、测量精度高等特点.     

电力系统准同期装置数据采集电路设计

结合并网理论分析准同期装置的基本功能,以实现同期功能为目的,设计了准同期装置的数据采集电路,包括模拟量采集电路、A/D转换电路、频率测量电路、相角差测量电路、开关量采集电路,并通过了测试,达到了预期目的。     

基于DFT的电网频率精确计算

频率是电能质量的重要指标,也是评价电力系统运行特性的重要参数之一。频谱泄露和栅栏效应会导致DFT算法在计算相量同步相角时存在误差,且计算误差与频率偏移的大小成正比。传统的DFT频率测量算法在计算系统频率时忽略了该部分的影响,使得频率计算出现较大偏差。在考虑该部分计算误差的基础之上,提出基于DFT的电网频率新算法,该算法在考虑频率偏移时DFT计算相角误差的基础上,利用相隔一个采样周期的相角测量值。通过计算相角差反向求解系统的实际频率,并通过Matlab仿真实验,验证了该算法在频率线性、正弦变化时的计算精度。     

功率因数自动记录仪的设计

对电网电压与电流相位测量的接口电路进行了设计,分析了功率因数的测量原理,提出了基于单片机AT89S51的硬件和软件设计方法。实际应用表明,该记录仪实现了功率因数的数字显示和自动记录。     

基于分布式同步授时技术的二次压降检测设计

针对电压互感器二次回路压降间接测量法误差人的问题,提出了一种新的无线测量方法.引入GPS的分布式同步授时技术作为电压互感器端和电表端的同步信号;并且利用CPLD电路作为回路分析模块的控制中心,实现分频、高精度计数、锁存及数据选择等逻辑功能,保证了比差和角差测量的可靠性和准确性.实测结果表明:比差误差小于0.01%,角差误差小于0.3',验证了该方法的有效性.     

高压电力线路相位无线检测方法的研究与实现

本文提出一种高压电力线路相位无线检测的新方法，该方法由2个发送装置和1个接收装置组成，发送装置主要利用电磁耦合和限幅电路采集电网电压信号，将采集到的电网电压信号进行ASK调制发送到接收装置，接收装置将接收到的来自2个发送装置的电压信号进行解调，解调后恢复原来相位信号进行实时比较得到相位脉冲信号，从而间接地实现了对被测线路不同相之间的相位进行检测，发送模块采用高频发送来解决强磁场干扰问题，利用该技术已成功地开发了高压电力线路无线核相仪，该装置可以方便地对电网并网合闸进行检测。     

弱电网条件下的单相频率自适应锁相环

为消除直流偏置和谐波畸变对基于二阶广义积分器( SOGI )的单相频率自适应滤波器锁相环跟踪精度的影响,提出了一种级联结构的弱电网条件下的单相频率自适应锁相方法.分析了输入直流偏置对SOGI２ 路正交输出信号的影响,以及 SOGI 锁相环的频率跟踪特性.设计级联结构的双二阶广义积分器( DSOGI )锁相环,前级 DSOGI 消除单相电网电压采样信号中的直流偏置,生成 ２ 路正交电压信号,后级DSOGI 分离出 ２ 路正交信号中的基波正序分量,并抑制电网谐波畸变对锁相环相角与频率检测精度的影响.功率硬件在环实验装置上的实物实验验证了所提锁相方法的有效性.     

基于三角基函数分解的高精度介损角测量方法

为精确测量介损角,克服数字化测量时存在的非同步采样、基波频率波动、谐波变化等因素影响,提出并建立基于三角基函数分解的介损角测量模型,将电力谐波各参数作为未知量,基于最小二乘原理对采样数据进行最速下降迭代求解,准确提取基波电压、电流相位,进而得出介损角,排除直流和谐波分量干扰。从理论上证明该算法的收敛性,针对基波频率波动、介损角真值改变、谐波含量变化、白噪声影响等影响进行仿真实验,结果表明该测量方法使用极少采样点与较低采样率,即可获得较高的测量准确度,测量速度快。设计的基于数据采集卡与虚拟仪器技术的高压电容型设备绝缘在线监测系统,验证了该方法的可行性与有效性。     

A Clock Oscillator Synchronized with a Power Network

A circuit of a clock oscillator is proposed, whose frequency and phase are synchronized with an industrial 50-Hz power network. The synchronization with the network reduces the effect of network-interference impact on signals of low-power sensors during their reproduction, measurement, and processing. The device, which was built using several STTL chips, is a frequency multiplier that is based on a phase-synchronization system with a frequency divider in the feedback loop. Due to the phase–frequency principle of the error-signal formation, the danger of capture at multiple frequencies is eliminated and an extended synchronization band is achieved without parasitic frequency modulation of the generated pulses. The device is powered with a +5-V source and has a synchronization band of ±25% of the rated network frequency. The frequency multiplying factor, which in the described embodiment is 65536 (the clock frequency is 3276.8 kHz), can be set arbitrarily via a conjugate change of the frequency-divider modulus and the oscillator center frequency.     

浅谈斗轮机的角度补偿

斗轮机全名为悬臂式斗轮堆取料机。由于其在运行过程中,具有不断改变角度的特征,需要实时对其进行角度补偿。本文采用电压型倾角传感器,实现实时测量斗轮机的倾斜角度,达到实时对斗轮机进行角度补偿的设计要求。     

车载激光系统光束控制反射镜角位移测量装置

为了使快速控制反射镜(FSM)能在车载、舰载等运动环境下稳定工作,并具有很高的控制精度,研制了一套高精度角位移测量装置,该装置通过精确地提供反射镜摆角信息作为系统的反馈信号来实现伺服闭环控制.针对传统快速控制反射镜位置信息反馈传感器的精度低以及不适于动载环境等缺点,采用田字裂相信号提取方法设计了基于莫尔条纹计数测量原理的精密光栅,并通过计算机进行仿真分析设计了具有抗干扰能力和耐高低温变化的绝对零位信号,其对比度达0.25.对信号处理电路进行高度集成,实现了小型化.实验结果表明,反射镜角位移测量装置测量的反射镜角分辨率为0.15″,测角精度优于0.4″,完全能满足机动式条件下,高能激光发射系统对FSM控制精度的要求.     

基于图像处理技术的钻头后角测量方法研究

刀具的几何形状参数对刀具的加工性能及使用寿命有很大的影响,因此其测量精度显得十分重要。本文提出了一种基于图像处理技术的钻头法向后角测量方法,介绍了测量系统的组成,给出了钻头后角测量的基本流程。钻头后角测量实例证明了该方法的可行性。     

频谱泄漏抑制与改进介损角测量算法研究

研究分析了非同步采样时频谱泄漏和栅栏效应对介损角测量误差的影响,提出了一种基于Hanning自卷积窗的改进FFT介损角测量算法.首先采用Hanning自卷积窗对电压电流信号加权,然后利用离散频谱插值算法和多项式拟合方法进行离散频谱校正,获得基波相位角,最后根据电压、电流基波相位差实现介损角测量.在非同步采样时,本文算法只需用4阶Hanning自卷积窗进行加权即可充分抑制频谱泄漏的影响,基于改进FFT的介损角插值计算式具有运算量小,易于实现的特点.基波频率波动、采样频率变化、白噪声影响、谐波变化等情况下的介损角仿真测量实验结果和实验室条件下的实际测量结果验证了本文算法的准确性和有效性.     

基于光纤激光频率分裂效应的折射率 / 厚度 双参量测量研究

折射率作为光学系统中应用最广泛的光学参数之一,对系统的光学性能具有极其重要的影响。 厚度与折射率所组成的 光学长度直接影响双折射器件在光学系统中的时延特性。 本文提出一种基于光纤激光频率分裂效应的折射率/ 厚度双参量测 量方法。 该系统通过对插入激光腔内的双折射器件进行旋转,利用频率分裂效应对不同角度的器件的双折射参数进行测量。 基于双折射器件中的折射率椭球,建立相位延迟、折射率、厚度和旋转角度之间的关系,通过拟合计算得到器件的折射率/ 厚度 参数。 实验结果表明,通过该系统对双折射元件的厚度测量误差为 210 nm,本征折射率进行测量误差为 10 -5 ,可广泛应用于红 外波段的双折射器件的本征折射率/ 厚度双参量测量。