一种适用于微机保护的高精度简化开方算法

对于被开方数为两数平方和形式的开方运算,为了简化运算并提高计算精度,提出了一种迭代开方算法。该算法选取一次多项式作为初值,利用泰勒级数展开得到简化算法。分析了简化算法的最大误差,确定了使得误差最小的一次多项式系数。在此基础上,给出了实用化的一次多项式系数和迭代计算公式。该迭代算法与牛顿迭代法在本质上是相同的,但无需考虑初值选取问题,因而计算精度仅取决于迭代次数。仿真证明,两次迭代的计算量与传统简化算法相当,但精度能提高100倍以上,误差不大于0.002%,可满足微机保护的计算精度要求。     

一种新型低成本高精度热电阻测温模块的研制

模块采用STM8S单片机,用恒压中间分压方式进行信号采集,采用低截止频率的RC滤波器,用AD620仪表放大器进行前置放大,用双积分型TLC7135进行数模转换,利用其BUSY管脚和单片机高级定时器的PWM测量功能获取数据。模块具有连接导线的温度补偿,含有零点和满量程校验电路。温度采用实际电路参数进行浮点运算,用线性方程求得近似温度值,再用牛顿迭代法进行精确运算。模块实现8路差分输入,可用Cu50/Cu100/Pt100/Pt1000型号的电阻进行测温,具有断路判断、地址检测功能。测温范围:-200～+550℃,实验证明:可达±0.1%FSR的精度,稳定性极好。     

采用优化平方根表的交流信号有效值算法

该文介绍了一种适合于在线测量交流信号有效值用的优化平方根表及设计方法。对于指定的插值允许误差，该表占存贮容量最小，并且查索运算简单，该文最后给出了采用该表计算交流信号有效值的程序框图。     

微机保护实用快速开平方算法

对于被开方数为两数平方和形式的开方运算,传统简化开方算法精度不高,不能满足工程需要。提出了一种利用泰勒级数展开式求取近似平方根的算法,利用泰勒级数推导出计算公式,选取一次多项式作为近似值带入该公式得到平方根。重点分析了一次多项式系数的选取原则和方法。通过分析系数在不同范围内取值时的最大误差,得到误差最小的一次多项式系数。理论分析表明,提出的算法与传统算法计算量相当,但精度能提高4倍以上,最大误差不超过0.05%,满足微机保护装置需求。     

微机保护实用快速开平方算法

对于被开方数为两数平方和形式的开方运算,传统简化开方算法精度不高,不能满足工程需要.提出了一种利用泰勒级数展开式求取近似平方根的算法,利用泰勒级数推导出计算公式,选取一次多项式作为近似值带入该公式得到平方根.重点分析了一次多项式系数的选取原则和方法.通过分析系数在不同范围内取值时的最大误差,得到误差最小的一次多项式系数.理论分析表明,提出的算法与传统算法计算量相当,但精度能提高4倍以上,最大误差不超过0.05%,满足微机保护装置需求.     

基于平方根滤波的网络等值算法

结合近年来电压稳定研究的特点和新的趋势,利用母线的同步相量信息,提出采用平方根滤波器进行电力系统参数等值估计。又提出利用V_Q曲线和P_V曲线来验证参数估计结果。参数估计方法具有物理概念明确、计算量小、数值稳定性好、可以连续计算的特点。该方法避免了最小二乘、卡尔曼滤波等算法可能发散的问题。用IEEE9母线系统进行仿真计算,开发了仿真平台及相关软件,证明了本文方法的有效性。     

基于平方根滤波的网络等值算法

结合近年来电压稳定研究的特点和新的趋势,利用母线的同步相量信息,提出采用平方根滤波器进行电力系统参数等值估计.又提出利用V_Q曲线和P_V曲线来验证参数估计结果.参数估计方法具有物理概念明确、计算量小、数值稳定性好、可以连续计算的特点.该方法避免了最小二来、卡尔曼滤波等算法可能发散的问题.用IEEE9母线系统进行仿真计算,开发了仿真平台及相关软件,证明了本文方法的有效性.     

基于二进制采样快速S变换算法的 电能计量方法研究

大量非线性以及冲击性、波动性负荷的应用使电网环境变得复杂,将会产生非稳态信号。传统的电能计量方式及计量算法对非稳态信号电能计量不够精确。本文首先采用了一种把基波分量、畸变分量分开计量的方式,再借鉴快速S变换的思想提出了一种基于二进制采样快速S变换的电能计量算法。理论分析可知:电网信号畸变的情况下,基波、畸变分量分开计量的方式比传统的全电能以及基波计量方式更加合理;二进制采样快速S变换核函数形式固定,而不像小波算法那样很难选择合适的小波基函数。并且在相近的精度下,快速S变换比S变换节省很多的时间。最后通过仿真对比验证,无论是稳态信号还是非稳态信号,基于二进制采样快速S变换算法的电能计量结果的精确度都大大优于小波变换,并且比S变换运算效率更高。     

一种简捷快速的暂态稳定仿真算法

在对Taylor级数法暂态稳定计算的步长进行分析的基础上,根据计算精度的要求,提出了Taylor级数法暂态稳定计算步长的动态控制,并由此实现了一种简捷、快速的暂态稳定计算方法.分析与计算结果表明,由于在计算过程中按计算精度的要求来动态地选取步长,从而在保证计算精度的前提下,有效地提高了Taylor级数法暂态稳定计算的解算效益.     

基于牛顿迭代法的高精度快速开方算法

针对全波傅氏算法中的开平方运算较耗时影响微机保护瞬动性问题,提出一种选取接近定点数开方真值的牛顿迭代初值的方法,该方法利用数字信号处理器(DSP)的移位指令、256个单元的查表技术和DSP的硬件乘法器,通过1次查表和1￣2次乘法运算,就能快速确定迭代误差小于2-9的迭代初值。在TIDSP集成开发平台上,运行牛顿迭代开平方汇编程序。运算结果表明:该算法对范围在00000004.0000H￣01FFFFFF.FFFFH的定点数抽样开方运算,迭代次数均不大于3次,就达到2-16以上迭代精度,且占用内存小,非常适合带有硬件乘法器的嵌入式微处理器实现。     

微机保护测控装置定点数的开方计算方法

微机保护测控装置中经常遇到开方计算,其计算速度和精度直接影响到微机保护测控装置的性能。牛顿迭代法用于开方计算的主要难点是选取合适的迭代初值。分析了牛顿迭代法应用于开方计算所具有的特征,并利用其特征针对2种不同形式的开方运算分别提出了相对误差小且速度快的迭代初值选取方法。对于整数开方计算,根据被开方数二进制的位数确定最优的迭代初值;对于复数模形式的开方计算,根据复数的实部和虚部确定最优的迭代初值。与工程上传统采用的算法相比,该算法计算精度更高,计算量小(至多进行一次除法运算),主要针对定点数(整型数)的计算,但其算法思想及其关于迭代初值的选取方法和结论对于浮点数的开方计算也具有指导意义。     

电量变送器中一种快速高精度的开平方算法

在分析查表开平方算法和浮点数特点的基础上 ,提出一种二进制浮点数与查表法相结合的开平方算法。该算法不仅具有计算简单、运算速度快、精度高的优点 ,而且占用内存少 ,解决了长期以来开平方算法存在耗时长、精度低、存贮数据值范围难以确定的问题。对于 80C196单片机 ,若采用 12MHz晶振 ,利用本算法 ,最大耗时不超过 80 μs,平均耗时为 5 5 μs,最大误差小于 (6 .1× 10 - 3) %。     

基于SR-CKF的移动机器人动态目标跟踪算法

针对移动机器人在未知复杂环境中动态目标跟踪存在的数值不稳定、计算量大和精度较差等问题,提出基于平方根容积卡尔曼滤波的移动机器人动态目标跟踪算法(SR-CKF-SLAM-OT)。该算法的系统状态由地图环境特征、机器人和目标作为一个整体构成。建立目标和机器人的动态模型进行预测、数据关联和更新,在更新过程中直接传递目标状态均值和协方差矩阵的平方根因子,降低了计算的复杂度。此外,通过数据关联环节能够有效的降低伪观测值对系统状态估计的影响。仿真结果表明:相比基于EKF的动态目标跟踪算法,所提出的动态目标跟踪算法目标和机器人均方根误差分别降低了36.3%和38.2%,SR-CKF-SLAM-OT算法有效地满足了移动机器人动态目标跟踪的需求。     

A systematic class AB state space synthesis method based on MOSFET square law and translinear square‐root cells

A new state space Class AB synthesis method for the design of square‐root domain filter based on the MOSFET square law is proposed in this study. Those circuits designed by the proposed Class AB systematic synthesis method have the advantages of Class AB circuit structure and translinear circuits. Two alternative design procedures were suggested for designing new circuits. Proposed synthesis technique is applied for designing of a first order all‐pass filter and a third order low‐pass filter. Circuits are simulated in PSpice using 0.35 µm CMOS technology parameters. Time domain and frequency domain analysis of the proposed filters are performed, and simulation results of those are also presented. The simulation results show that the proposed synthesis technique is appropriate for the design of different types of filters and has the advantages of Class AB circuit structure. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于混沌加密的二值图像数字水印算法

本文提出了一种基于混沌加密的DCT域二值图像数字水印算法。该算法首先利用混沌序列将含有版权信息的有意义二值图像水印进行加密,然后利用人眼视觉系统(HVS)的特性将原始载体图像进行块分类,最后将不同强度的水印分量嵌入到不同类的图像块DCT中频系数中去。利用混沌序列对水印进行加密,使水印本身具有安全性,对数字作品进行双重保障。通过高斯噪声、椒盐噪声以及JPEG压缩和剪切等攻击试验,表明了该算法具有较好的鲁棒性。     

局部二进制特征描述算法综述

为引起更多机器人视觉领域的研究者对局部二进制特征描述算法进行探索和讨论,并推动局部二进制特征描述算法在图像匹配、目标识别和机器人导航等领域的应用,系统的综述局部二进制特征描述算法的发展过程以及研究进展。首先简要概述浮点型的特征描述算法,并指出研究局部二进制描述算法的必要性;然后详细的介绍基于手动设置的经典二进制描述算法及其改进方案,深入分析基于优化学习的二进制特征描述算法的优势和缺陷;最后对局部二进制特征描述算法存在的问题进行讨论,强调将当前深度学习理论与局部二进制特征描述原理相结合的重要性,同时随着深度学习理论的引入,局部二进制特征描述算法必然会更加适合机器人系统开展反恐防爆、核电安全、太空探索等特殊环境下的图像匹配和目标识别任务。     

微机保护开入量回路的有关问题分析

通过对开入量回路构成的各个环节以及多起典型保护误动事例进行分析,表明微机保护开入量回路设计中大量使用的光耦方案,存在动作电压偏低、动作功率偏小等问题,从光耦器件的选择、光耦回路的设计、外部接点的引入到光耦电源的使用等各环节,均应采取一定的安全可靠措施。装置内部元器件及读取回路的设计上,需要特别注意动作电压、动作电流、电平配合等问题;应该采用中间继电器对现有的重要开入量进行重动;光耦开入电源与变电站直流系统应进行有效的隔离;尽量少采用长电缆直接跳闸方式;尽量减少微机保护的开入量;优化保护内部逻辑,提高开入量容错能力;要提高保护装置对开入量的监视与报警能力。     

改进的最佳平方逼近算法在电力系统中应用

介绍了最佳平方逼近算法的原理及其在电力系统中的应用。提出了一种改进的最佳平方逼近算法,不仅能准确、快速地计算出测量信号中的周期分量,计算精度受非周期分量影响小,而且通过简化正规矩阵计算,减少了计算量、提高了计算速度。对系统含有低频分量和不含低频分量2种情况进行了仿真,分别采用改进最佳平方逼近算法和最小二乘法计算电流基波和各次谐波,结果表明,在系统发生故障情况下,其对基波及各次谐波计算仍能保持较高精度,有效地提高了对电力系统测量信号的分析精度。     

电网电容电流的最小二乘法辨识算法

介绍一种测量计算电网电容电流的新方法。该方法不同于传统测量方法,是在信号注入法的基础上,结合系统辨识理论,从PT二次侧进行采样,通过输入和输出间的数学模型,采用递推式最小二乘法进行辨识计算,最终计算出电网电容电流。辨识算法的程序开发选用DSP芯片,采用C语言编程,能够达到较高的辨识速度和精度要求。最后,运用Matlab对电压互感器PT回路的建模,在CCS2.20中仿真运行递推式最小二乘法算法程序,通过试验证实了这种方法的精确性和实时性。