基于频率测量值的相量及电气量的DFT修正算法

为解决频率偏移时电力系统相量及电气量的测量误差大的问题,提出了一种改进的离散傅里叶(DFT)修正算法。建立了相量的实部、虚部与幅值、初相角、频率偏移量之间的函数关系式,根据此关系式得到实部、虚部与频率之间所满足的一个恒等式。在频率已知条件下计算出修正后的相量幅值和相角,进一步推导出了修正后的相量实部与虚部,最后得到其他电气量的修正算法。仿真结果表明,当系统频率偏移时,在信号为纯正弦信号,或者含有高次谐波及随机噪声等情况下,算法均可有效地提高相量及电气量的计算精度。同时,该算法对采样频率和频率误差不敏感,计算量小,不增加额外的延迟时间。     

一种电力系统同步相量测量的新算法

鉴于传统的相量测量方法在精度和实时性方面不能很好地统一,提出了一种基于改进三点算法的相量测量方法,该算法采用多个采样点绝对值,选取合适的等间隔采样点,采取平均平滑补偿措施,有效地降低了随机噪声对测量结果的影响,计算精度较高,并对纹波有一定的抑制能力.通过MATLAB软件进行仿真验证,结果表明所提方法是正确可行的.     

相量测量单元综合矢量误差指标分析

从相量测量单元(PMU)综合矢量误差(TVE)基本概念入手,分析了TVE的特点,将TVE指标与目前常用的幅值误差、相角误差指标进行了对比。结果表明:TVE与幅值误差、相角误差存在紧密关系,在对PMU静态精度的考查中,两者各有优缺点,建议根据PMU测试的结果和考查的重点选择合适的评价指标。另外,指出了PMU TVE测试的要点。     

基于递推DFT同步相量测量算法的研究

为了减小测量误差,设计一种计算量小、采样精度高、可同时测量相角、频率和幅值的方法,笔者分析了同步相量的主要测量算法和现有同步相量测量方法.由传统的DFT算法引入计算量少的递推傅里叶算法,通过变换得到一种改进型递推离散傅里叶算法,并给出频率测量的方法,对同步向量测量进行误差分析,并提出改进措施和方案.实验由高精度和可调节...     

基于FPGA的具有频率跟踪的自适应控制器研究

本文针对空间环境下摆幅扫描机构的频率跟踪和摆幅控制问题,提出了一种具有频率跟踪的自适应控制算法.基于模块化设计方法,用FPGA对该算法进行了硬件设计和实现.实验测试结果表明,所设计的数字式自适应控制器具有频率跟踪和摆幅控制精度高的特点.     

一种基于幅值调制的新型电力系统正弦频率测量方法

在电力系统正弦频率测量方面,目前普遍存在准确度不高和抗噪声干扰性不强的问题。提出一种主要由幅值调制和精密幅值计算方法等构成的新型电力系统正弦频率测量方法,分析了幅值调制用于正弦频率测量的原理,指出了混频干扰是造成正弦频率测量误差的主要内在原因,通过对混频干扰的深度抑制,提高了正弦频率测量准确度。数学计算、仿真和物理实验结果均验证了该方法的可靠性和有效性。     

基于FPGA的波形发生器设计

利用Altera公司的EP2C8Q208为控制核心,以TLV5618为DA转换芯片,运用DDS基本原理,通过Quartus II和ModelSim软件编写波形发生器的每个单元模块和测试模块,利用数码管显示波形的种类和频率值,利用按键步进控制波形的频率大小,系统产生的8种波形包括4种常规波形、3种常见调制波形以及任意波形。实验表明,采用该设计系统稳定性高,可扩展性强,波形可以任意调整,降低了设计的成本。     

基于DFT的电力系统相量及功率测量幅值算法的工程化改进方法

基于DFT的电力系统相量及功率测量新算法之幅值简化算法在频率偏离工频较大的时候所计算得出的幅值误差较大,对于一些电力系统微机装置而言,例如低频低压减载装置,需要在更大的频率范围内精确测量幅值。在幅值简化算法的基础上做了一点改进,使得在45．0-55．0Hz频率下计算得到幅值误差不超过-0．5％-0．5％,满足了工程应用要求。     

一种用于基波测量的数字校准方法

在电力系统中,相量测量的精度主要受到信号采样通道元器件误差和软件采样同步误差的影响。分析和实验表明,不同量程同步采样经幅值校准后拟合的方法改进了相量幅值测量的精度,对各相量进行相位校准的方法克服了相量采样的同步误差。综合应用2种方法,提出了基波相量幅值校正和相位校正的数字校准方法,对输入信号采用不同放大倍数调理电路进行分段处理和A／D采样,经幅值校准后拟合,以及对各相量进行相位校准均改进了电力系统电压和电流的测量精度。最后介绍了该方法在微机保护装置中的应用及其检测结果。     

基于FPGA的智能合并单元设计仿真

面向智能变电站信息数字化、功能集成化、结构紧凑化的要求,通过分析IEC 60044-8,IEC61850-9-1/2标准,设计了一种集数据接收、同步、处理、通信等功能于一体的电子式互感器智能合并单元。利用现场可编程门阵列(FPGA)丰富的I/O口、快速的可行性和可扩展性,实现了采集器与合并单元的数据接收,并且通过Lagrange插值算法实现多路数据的同步;同步数据通过有限脉冲(FIR)滤波和先进先出(FIFO)排序处理后,在FPGA中以FT3帧格式串口发送。本设计通过硬件VHDL语言,运用Altera公司的QuartusⅡ进行开发工作,并利用该软件自带的仿真工具验证了本设计的可行性。     

基于FPGA的直接数字频率合成器的设计

利用FPGA设计一个频率和相位均可控的具有正弦波、方波、三角波输出的直接数字频率合成器(DDS)。DDS主要由相位累加器、波形存储器、D/A转换器和低通滤波器组成,其核心模块相位累加器是通过VHDL语言实现。实验结果表明,所设计的DDS输出波形的频率值与理论值相吻合,所合成波形精度较高,符合原设计提出的要求。     

一种基于FPGA的UART电路设计

介绍了一种基于FPGA的UART电路实现方法,采用有限状态机设计了发送模块和接收模块,给出了系统的功能仿真结果,验证了系统设计的正确性。整个UART接口电路结构简单、功能升级方便、工作稳定可靠,可应用于各种具有UART接口的硬件电路系统。     

采用FPGA的电器试验功率因数DFT测量的研究

研究了采用FPGA芯片,利用智能化相位前推原理和离散傅里叶变换相结合来实现提高交流电器强电流通断试验功率因数和相位角测量准确度的原理和测量线路。     

基于FPGA的多参数测量系统的设计

为满足工控现场对多参数动态测量的要求,提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列器件FPGA的多参数测量系统。该设计采用FPGA作为核心控制器件,结合系统整体结构设计原理,设计了硬件电路系统及FPGA逻辑控制程序,搭建了模拟实验平台,实测了多参数测量系统,分析了测量数据,测试结果表明,该系统实现了多参数的动态测量的预期设计功能且测量相对误差范围为0%～1.7%,具有性能稳定、抗干扰能力强、数据传输方便等优点,可用于电压、电流、温度及压力等参数的测量系统中。     

基于FPGA的调频噪声信号源的设计

介绍了雷达上噪声干扰的一种宽带调频噪声信号源的设计。主要由基带噪声产生,噪声调制数字处理和噪声调制信号输出三部分组成。其中基带噪声产生和噪声调制信号输出部分属于模拟电路,噪声调制数字处理部分是由FPGA逻辑资源实现。测试结果表明,该方案设计的调频噪声信号源满足系统现阶段的研究要求,并达到项目要求的指标。     

一种基于FPGA的6kV链式STATCOM控制器设计

针对DSP在STATCOM控制系统的设计中,存在I/O点数少,易受外部环境干扰的问题,提出采用具有DSP数字信号处理功能单元的FPGA,进行控制系统设计的方案。设计采用主从控制方式,对控制系统的各主要部分进行了硬件设计,充分发挥了FPGA抗干扰能力强的特点,增强了STATCOM的运行可靠性。最后进行了相应的实验,实验结果证明了设计的正确性。     

基于FPGA的核磁共振谱仪发射脉冲波形的设计

基于任意波形发生器的原理,采用DDS(direct digital synthesis)技术,以单片机控制芯片STC89 LE51和FPGA芯片XC5VFX70T为基础进行硬件和逻辑设计,使用ISE10.1和Modelsim软件编写脉冲波形发生器的各个子模块和测试模块,利用上位机软件或者键盘模块进行设置,改变波形频率和相位,最终产生核磁共振谱仪所需的调频调相波形数据.仿真结果表明,该方案产生的信号波形可灵活实现频率和相位的更改,波形性能良好,对于核磁共振谱仪发射脉冲波形的设计提供了可靠的方法和思路.     

基于高性能FPGA的合并单元设计与实现

介绍了在合并单元功能实现中FPGA高实时性、高精度、高可靠性的应用,重点介绍了采用FPGA实现合并单元点对点SV报文收发的方法,通过FPGA实现合并单元时间同步及守时的原理及方法。在点对点SV报文收发过程中,FPGA控制DM9000C,将接收到的SV报文放在FIFO中缓存,并通过内部定时器对接收的报文打时标,在SV报文接收的间隙,FPGA配合CPU精确地控制SV报文的发送时间,保证其离散性控制在100 ns以内。在对时状态下,通过FPGA解析B码和和1588对时信息,保持合并单元的时间同步,并采用跟随算法记录秒脉冲时间间隔。在丢失外部同步信号时,FPGA时间同步模块无缝切换到守时状态,并能在长时间内保证合并单元的守时精度。     

基于FPGA与AD9854的宽带扫频信号源设计

以直接数字频率合成技术为核心的宽带扫频信号源已成为近年来的研究热点。详细分析了数字频率合成芯片AD9854在Ramped FSK工作模式下的扫频信号输出原理,并以Altera公司CycloneIII EP3C10E144C8NFPGA为主控芯片,组建外围电路,利用QuartusII开发工具以及VHDL语言编写控制逻辑,实现了扫频范围为0~90MHz的扫频源系统。测试结果表明：该系统扫频步进30Hz,时间步进1.6μs,并可实现非线性频率扫描,系统性能达到了分布式光纤布里渊传感测量系统对扫频源的要求。     

基于FPGA的图形化编程方法设计

针对传统的直接对图像处理算法进行FPGA编程存在的诸多问题,设计了一种基于System Generator图形化编程工具对图像进行处理的方法。采用Xilinx公司的图形化编程工具System Generator,在MATLAB上对编写的局部自适应二值化图像处理算法模块进行仿真验证,然后调用MATLAB软件下的Simulink平台对算法进行建模并进行验证,成功后封装成可视化模块并分类建库,最后通过调用ISE软件下的System Generator工具将对应的模块转换成HDL语言并在FPGA开发板上进行验证。设计实现了局部自适应二值化图像处理算法的建模与实现,并通过Simulink和ISE平台的仿真验证了其正确性,完成了预期的目标。