数字量输入式合并单元的白噪声处理

为了提高数字化采样的可靠性及精确度,白噪声问题一直是工业界和学术界的研究热点。首先,结合智能变电站的应用实例,给出了电子式互感器的输出波形,并对白噪声分量进行频谱分析。进而,考虑滤波效果、算法稳定性、延时时间等因素,设计了相应的数字滤波器,并给出了滤波参数及处理结果。最后,结合非周期分量衰减时间常数、最大峰值瞬时误差等指标,分析和评估了滤波算法对暂态性能的影响。分析结果表明,数字滤波算法可以使白噪声削弱一半以上,且不会影响暂态性能。     

用微型计算机提取电网故障信息的方法

电网故障信息含有许多谐波分量。本文讨论用微型计算机提取直流、非周期、二次、四次及 以上高次谐波分量的IIR数字滤波算法。作为一个例子，讨论了六阶IIR数字滤波器的计算机 辅助设计，得到了锐特性的梳状滤波器及带通滤波器。因而可以从电网提取不同频率成分的 信息，以使保护装置、自动装置或微型计算机控制器实现控制功能。     

基于谐振数字滤波器的直驱式永磁同步电机转矩脉动抑制方法

由于受逆变器的非线性特性、转子永磁体磁场谐波和齿槽转矩等因素的影响,永磁同步电机定子电流中含有大量的高次谐波分量,这些谐波分量与转子永磁体磁场作用,使电机产生转矩脉动,特别在直驱系统中,转矩脉动更为严重。针对这一问题,提出一种基于谐振数字滤波器的转矩脉动抑制方法。该方法基于理想谐振控制器在谐振频率点处的增益为无穷大,可以对谐振频率点处的正弦信号实现零稳态误差跟踪控制的特点,在文中设计了一个谐振数字滤波器,并把它串联在电流环PI控制器的输出端。通过谐振控制器产生谐波电压补偿信号,抵消电流环PI控制器输出电压中的谐波分量,实现对输出电压的数字滤波,从而减小定子中的谐波电流含量,实现对转矩脉动的抑制。仿真与实验结果验证了文中所提方法的正确性和有效性。     

基于小波变换的电力系统谐波频率测量算法

提出了一种基于离散Meyer小波和数字微分的电力系统频率及其谐波频率的测量算法。首先利用离散Meyer小波来构造一组低通和高通滤波器,从含有高次谐波的非线性信号中分解出基波分量和高次谐波分量。根据分解出的基波分量和高次谐波分量具有纯正正弦波这一特性来构建相应的基波和谐波信号,然后利用数字微分对基波分量和各次谐波分量的频率进行测算。仿真数据结果表明,这种算法具有计算量小、耗时短、精度高和动态性能好等特点。     

基于小波变换的电力系统谐波频率测量算法

提出了一种基于离散M eyer小波和数字微分的电力系统频率及其谐波频率的测量算法。首先利用离散M eyer小波来构造一组低通和高通滤波器,从含有高次谐波的非线性信号中分解出基波分量和高次谐波分量。根据分解出的基波分量和高次谐波分量具有纯正正弦波这一特性来构建相应的基波和谐波信号,然后利用数字微分对基波分量和各次谐波分量的频率进行测算。仿真数据结果表明,这种算法具有计算量小、耗时短、精度高和动态性能好等特点。     

改进的无功功率模型参考自适应异步电机转速辨识

针对传统无功功率模型参考自适应模型的输入信号中含有大量的高频信号和噪声,致使模型的自适应机构设计难度增加、速度预测精确度降低的问题,提出改进的基于无功功率的模型参考自适应系统。在传统的无功功率模型参考自适应模型的基础上,引入巴特沃思滤波器并运用改进的模糊PI控制器取代原有的控制器,滤除了输入信号的噪声,提高转速预测精确度。仿真结果表明,改进后的无功功率模型参考自适应系统,参考模型输出的无功功率信号较滤波前其振动的幅值和频率大幅度降低,将这种信号作为自适应模块的输入得到的预测转速,其预测精确度和预测系统动态性能得到提高显著。     

用于配电网单相接地故障选线的注入信号检测技术

注入信号法已广泛应用于配电系统单相接地故障选线。注入信号的幅值与工频信号相比十分微弱,能否可靠、准确检测出注入信号就成为选出接地线路的关键。在分析注入信号幅值和频率对检测影响的基础上,设计一种模拟滤波与数字滤波相结合的注入信号检测方案。模拟滤波采用双T滤波器,主要完成工频陷波和对注入信号的选频放大;数字滤波采用差分滤波器和带通滤波器,对直流分量、基波和各次谐波进一步衰减,并准确提取注入信号。采用PSPICE和MATLAB分别对模拟滤波电路和数字滤波器性能进行仿真分析,结果表明所设计的滤波系统能够准确、可靠地对注入信号进行检测。     

基于小波变换的数字滤波算法

在微机保护装置中，数字滤波是非常重要的环节，尤其在故障暂态当中，信号通常含有大量的谐波，但此时采用间断频谱的傅氏级数分析方法已不合适。而将小波分析技术应用于信号的数字滤波以及算法分析，可实现谐波分量的有效分离。为此，基于紧支撑正交小波变换理论和多分辨率分析特性的应用研究，提出了信号的数字滤波算法方案，并通过仿真对算法进行了验证和比较，仿真分析表明，基于小波变换的滤波方案能够有效地滤除衰减直流分量、噪声、频率波动和非整次谐波的影响。     

基于优化设计数字滤波器在伺服控制中的应用

在高精确度伺服控制系统中,通常采用零相位误差跟踪控制器ZPETC作为前馈控制器, 作用是消除相位误差,但是,ZPETC将导致很小的增益误差。为改善ZPETC对系统增益性能的影响,提出一种基于L2范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字滤波器,将此滤波器与ZPETC串联组成新的前馈控制器,此滤波器在保持系统零相位误差的同时,改善了系统的增益性能,提高了跟踪精确度。仿真实验表明,采用本文提出的优化设计方案,能够改善系统的运动跟踪性能。     

数字滤波器的设计及其在微机保护中的应用

在数字信号处理中,数字滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音和图像处理、模式识别、谱分析等应用中的一个基本处理算法。在许多信号处理应用中用数字滤波器替代模拟滤波器具有许多优势。本文对数字滤波器的设计与实方法进行了研究。     

汽轮机阀门关闭试验中的噪声分析和信号处理

在进行汽轮机汽阀关闭试验时，可能会发生阀位信号受噪声污染的现象，从而无法计算准确的关闭时间，严重影响汽轮机安全评估的可靠性。针对某电厂汽阀关闭试验中被污染的信号，采用快速傅立叶变换（fast Fourie transform，FFT）对信号的构成进行了分析，采用波形比较的方法对单一正弦分量污染下的关闭时间进行了计算；采用无限脉冲响应（infinite impulse response，ⅡR）数字滤波法对多频率正弦噪声分量影响下的信号进行了滤波，比较了不同滤波器的滤波效果并对滤波后的关闭时间进行了计算。结果表明，波形比较法可用于单一分量污染下的关闭时间计算，巴特沃斯（Butterworth）滤波器和切比雪夫（Chebyshev）Ⅰ型滤波器可用于多频率正弦噪声分量影响下的信号滤波，基于巴特沃斯滤波的汽阀关闭时间计算结果略优于切比雪夫Ⅰ型。     

A new adaptive technique for on-line partial discharge monitoring

The insulation system of HV apparatus deteriorates due to partial discharges (PD). PD tests are carried out successfully in shielded laboratories to verify the insulation quality and to rectify defects left during the manufacturing process. A variety of techniques exists for this purpose. It is also desired to monitor the insulation when equipment is in operation. Unfortunately, the performance of PD test equipment is adversely affected by interference signals. The sinusoidal signals of low and high frequency, due to their correlation, make the measurement difficult and sometimes even impossible. This paper describes the design of an adaptive digital filtering technique and its successful application to the on-line/on-site detection of PD current pulses generated in HV insulation in the presence of sinusoidal noise signals. The technique is based on Wiener optimal filtering theory and its characteristics are investigated. The adaptive filter of this system has a time-varying response and is self-tuning to each low and high frequency noise component. The filter remains active until the signal-to-noise ratio is significantly increased and it can be used for weak PD pulse integration. Theoretical background of the technique and the results of laboratory and field tests are presented     

用于微机保护的一种窄带数字滤波器

本文提出了一种采用频率抽样方式设计微机保护用的窄带数字滤波器的方法，并用该方法设计了一种滤出基波分量的数字滤波器。它较之全周波傅氏滤波方法在抑制非周期分量影响等方面性能更优。文中还指出了该方法在微机保护中的应用前景。     

基于FPGA的宽带噪声发生器的设计

随着宽带雷达信号的不断发展,需要宽带的噪声干扰信号.提出了一种宽带数字高斯白噪声产生的方法,通过FPGA并行产生4路m序列,并使用多相滤波技术进行滤波,然后将4路信号合成2路信号输入到DAC,最后进行放大滤波得到模拟的宽带白噪声.设计的核心是多路m序列发生和FIR多相滤波器,详细分析了多路m序列发生算法和FIR多相滤波算法.应用Verilog HDL语言实现模块功能性设计,该系统采用Stratix Ⅳ芯片EP4SGX230和双输入高速数模转换器AD9739,可实现宽带噪声的输出.     

Frequency estimation by demodulation of two complex signals

This paper presents a method for frequency estimation in a power system by demodulation of two complex signals. In power system analysis, the αβ-transform is used to convert three phase quantities to a complex quantity where the real part is the in-phase component and the imaginary part is the quadrature component. This complex signal is demodulated with a known complex phasor rotating in opposite direction to the input. The advantage of this method is that the demodulation does not introduce a double frequency component. For signals with high signal to noise ratio, the filtering demand for the double frequency component can often limit the speed of the frequency estimator. Hence, the method can improve fast frequency estimation of signals with good noise properties. The method loses its benefits for noisy signals, where the filter design is governed by the demand to filter harmonics and white noise. The method has been previously published, but not explored to its potential. The paper presents four examples to illustrate the strengths and weaknesses of the method     

基于单片机实现Boxcar滤波方法在红外水分测量中的应用

红外物质水分测量仪是目前工、农业生产加工中实现物质水分在线测量广泛应用的测量技术手段.由于其传感器输出信号微弱,必须有效克服测量系统中测量噪声的影响,以提高水分测量的精度.将Boxcar数字滤波器应用在红外物质水分测量仪中,实践证明可以大大克服测量系统中测量噪声的影响,有效地提高了测量精度这一关键问题.最后,阐述了用计算机实现Boxcar滤波算法的理论原理和方法.     

基于卡尔曼滤波的高精度弹道滤波算法研究

在弹道轨迹估计中,卡尔曼滤波算法是一种普遍使用的算法,常规卡尔曼滤波算法适用于线性离散系统.对于非线性离散系统模型,为了提高滤波的精度,减小系统模型误差以及未知的量测噪声和过程噪声统计特性对滤波精度的影响,提出了一种带有噪声统计估计器的拟线性最优平滑滤波算法.将该算法应用到弹道系统模型中,对弹道轨迹进行滤波估计.通过计算机建模仿真改进的算法和传统的拟线性最优平滑滤波算法,得到的实验结果表明,改进后的算法可以减小由于系统模型不精确带来的误差,很大程度上提高了弹道轨迹滤波估计的精度.     

数字滤波器在位标器章动频率测试系统中的运用

通过对位标器章动频率测试的混合信号进行频谱分析,针对频谱渐变的章动信号中的过强干扰信号的问题分别用陷波滤波法和窗函数法设计数字滤波器,比较2种滤波器信号处理后的通带纹波,阻带衰减与过渡频带等滤波器参数。本文首先对章动测试信号滤波器进行仿真,最后在工控机上实现。实验结果表明,FIR滤波器具有参数易于调整,稳定性好等优点,相对于IIR陷波滤波器避免了低频噪声滤除不全,影响最终测量结果精度的缺点,滤波性能更优,很好地实现了信号的实时滤波。     

基于LabVIEW的低通数字滤波器设计

介绍了一种基于LabVIEW的虚拟低通数字滤波器的设计方法,实现了对滤波前后信号的时域和频域进行分析;并以真空断路器真空度检测中存在的直流信号滤波问题为例,对不同类型的常用低通滤波器的滤波性能进行了比较分析,选择出效果最佳的滤波器类型,为真空断路器真空度检测电路设计中低通滤波器类型的选用提供了参考。