与电网电压同步的单位正余弦波发生电路研究

介绍了锁相环基本原理,并在其基本原理基础上构造了与电网电压同步的正弦波发生电路结构框图.设计出各部分实现电路,最终产生与A相电网电压同频同相的正弦波.引入一种新型移相电路,该移相电路主要克服了一般的RC移相电路移相后信号衰减大,且信号严重畸变的缺点,把产生的正弦波超前移相900来得到同步的余弦波.最终对产生的正余弦波进行调理得到与A相电网电压同步的单位正余弦波,在ip-iq谐波检测以及其他一些谐波检测方法的硬件和软件实现中都可直接使用,可提高谐波检测的实时性.     

基于小波包域双谱的风力机振动信号监测方法研究

文章主要基于小波域双谱的方法对风力机振动信号监测技术进行研究,以风电场多台1.5兆瓦直驱机型的大量轴承振动信号为基础,运用了一种小波包域双谱的方法对振动信号分析,并与传统双谱进行对比,实验结果表明:小波包域双谱优于双谱分析,能够准确的判断轴承正常和故障运行情况,该方法不但有效抑制噪声和其他高频成分的干扰,而且具有双重消噪的效果,有效地避免了小波分析和传统双谱分析的缺点,为在线监测异常状况预警提供了很好的依据。     

一种实用的动平衡机（仪）电气校零电路

本文中介绍了一种实用的动平衡机（仪）检测电路中的电气校零电路。该电路通过对转速信号进行移相、５０％占空比变换、锁相倍频以及滤波等环节，可得到和相位可任意调整且与转速同频的标准正弦波信号，该正弦波可作为动平衡机校零件补偿信号。该电路能自动跟踪不同的测量转速的变化，且输出正弦波的相位能实现０℃￣３６０℃之间的线性调节。     

一种基于FPGA的正弦波相位检测方法的仿真研究

针对相控聚焦超声系统中的相位监控问题,提出一种基于FPGA的正弦波相位差检测方法,并采用OrCAD16.2 Pspice模块和ISE9.1i对由比较器芯片LM319构建的信号预处理电路和基于可编程逻辑器件XC2S200实现的倍频电路及鉴相电路分别进行分析与仿真研究。仿真结果表明,该鉴相电路可对2MHz频率以内的正弦波信号实现理想情况下1.125°的相位检测精度,并且可测得信号间的相位超前、滞后关系,能够满足相控聚焦超声系统的相位监测要求。     

用微CPU实现的工频信号移相新方法

本文介绍了一种工频信号移相的新方法，本方法通过微ＣＰＵ对输入信号过零点进行判断经ＣＰＵ内部定时器延时后输出一同频移相方波，再经滤波后还原正弦波信号，从而实现正弦工频信号的移相。     

基于FPGA的高精度数字式三相基准正弦信号发生器的设计与实现

提出了一种采用数字合成与数字移相技术设计高精度数字式三相基准正弦波信号发生器的方法。系统由VHDL编制程序并下载至Xilinx公司的SpartanⅡ系列XC2S100E-6PQ208芯片上,加以简单的外围电路构成。实验表明采用该方法生成的三相基准正弦波具有频率精确度高、对称性好、波形失真小、频率和幅度均可数字式预置并可调节。     

基于双谱与双流卷积神经网络的断路器故障诊断

高压断路器操动机构的振动信号包含了断路器运行状态的重要信息,对操动机构工作状态的诊断辨识十分重要。针对振动信号随机、非平稳的复杂特性,提出了一种基于双谱分析和双通道流浅层卷积神经网络的断路器故障诊断方法。对振动信号进行双谱分析和小波分析,分别提取2D双谱矩阵以及1D小波频带能量作为双流卷积神经网络的双通道特征;对断路器模拟实验采集到的五种工况下的振动信号进行有监督训练。结果表明,双谱分析能够抑制高斯噪声、保留操动机构不同工况下主要峰值形态特征并融合小波频带能量特征,所提模型训练迭代5次即可达到98.33%的高识别精度,实现断路器操动机构的故障诊断辨识。     

数字式单相和三相基准正弦波信号发生器

提出了一种采用数字合成与移相电路相结合的方法来生成单相和三相基准正弦波的方法。详细地分析了其电路工作原理和参数的选择，并给出了试验结果。实验表明采用该方法生成的单相和三相正弦波具有频率精确度高、波形失真小、幅值稳定且连续可调等优点，且电路结构简单实用，是各种测量和控制电路中理想的单相和三相基准正弦信号发生器。     

任意信号波形真有效值检测的实现

介绍了一种基于交流信号有效值定义测量失真正弦波或非正弦波真有效值的方法 ,解决了平均值法在测量失真正弦波时引起显著测量误差的问题。采用了一种适用于单片机计算的快速开方算法 ,实际应用表明 ,该方法特别适用于需要精度高、响应速度快畸变波形有效值测量的场合     

任意信号波形真有效值检测的实现

介绍了一种基于交流信号有效值定义测量失真正弦波或非正弦波真有效值的方法,解决了平均值法在测量失真正弦波时引起显著测量误差的问题采用了一种适用于单片机计算的快速开方算法,实际应用表明,该方法特别适用于需要精度高、响应速度快畸变波形有效值测量的场合.     

测量nV正弦电压的互功率谱方法

本文提出了一种测量nV正弦电压的新方法——互谱估计法,克服了现有的LIA法存在的缺点,即测量系统中零漂及1/f噪声影响,进一步扩展了nV电压测量下限。文中首次对有限数据记录长度的周期图法互谱估计性能进行了详细分析。证明其期望值可排除噪声影响,是一种渐近无偏估计。与自谱估计的周期图法相同,本方法是非一致估计,特别是在被测正弦信号频率处的谱起伏更为严重,因而妨碍了nV正弦信号的准确测量,为此必需采用加窗的平均周期图法以减少谱起伏方差。文末给出对1nV正弦信号的测量结果,与实际信号值基本一致,说明互谱估计法对nV正弦电压测量是一种可行的方法。     

基于Duffing振子的微弱正弦信号检测方法研究

利用混沌振子系统的初值敏感性和对噪声的免疫力检测微弱正弦信号，可以获得很高的检测灵敏度和很好的抗噪性能。文中分析了待测正弦信号幅值和相位对混沌系统状态的影响。基于Duffing振子系统的相变特性，提出了检测微弱正弦信号幅值和相位的新方法，即：反相补偿幅值检测方法和三分对称相位检测方法，介绍了检测的原理和具体实现步骤；利用Duffing方程的位移X波形的包络特性，提出了适合于含噪声情况的混沌特性自动判别方法，以正确判别混沌系统的状态并应用于文中的信号检测方法之中。最后，将该方法和最大似然法进行了比较。数字仿真结果证明了文中所提方法的可行性和有效性。只需改变策动力的频率，该方法即可适用于检测各种频率的微弱正弦信号，对于扩大光传感器的测量范围、电力系统谐波分析等应用具有实用价值。     

基于一元线性回归理论的数字正弦信号频率测量算法

针对传统过零频率检测方法对信号噪声与干扰抑制能力不强的特点,以及数字检测系统中存在最小相位分辨率等问题,提出一种基于一元线性回归理论的数字正弦信号频率测量算法.算法基于数理统计原理,数据分析不在乎信号过零点的准确位置以及单点信号值的准确程度,而是对信号零点附近的多点数据进行数值统计,因此对外界信号噪声及于扰有很强的抑制...     

Three-phase grid voltage synchronization using sinusoidal amplitude integrator in synchronous reference frame

Synchronization with the grid voltage is critical in the control of grid-connected power converters. Under unbalanced grid condition, the conventional synchronous reference frame phase-locked loop (SRF-PLL) does not work well due to the effect of the fundamental negative sequence component. This paper proposes a new synchronization method, the sinusoidal amplitude integrator based phase locked loop (SAI-based PLL), to efficiently eradicate the effect of the fundamental negative sequence component. As a result, it can accurately and quickly estimate the amplitude and phase angle of the fundamental components of grid voltages in unbalanced grid conditions. In addition, when dc offset and harmonics are contained in the grid voltage, a multi-SAI-based PLL method is developed to extract the synchronization signal. The proposed SAI-based PLL incorporates the sinusoidal amplitude integrator into the conventional SRF-PLL. Its operation is analyzed using the complex-vector notation. Simulation and experimental results on the performance of the proposed SAI-based PLL and comparison with other synchronization methods are presented.     

改进双谱和经验模态分解在牵引电机轴承故障诊断中的应用

铁路机车传动系统的故障诊断,对保障列车安全可靠运行、防范事故发生起重要的作用。为了有效诊断牵引电机轴承的早期故障,提出基于经验模态分解和改进双谱的故障特征提取方法。经验模态分解是一种数据驱动的信号处理算法,相当于一个自适应滤波器组,其可将信号分解成占据不同频带的固有模态函数,实现信号消噪。滚动轴承承载运转时,局部损伤点以故障特征频率反复撞击与之接触的其它元件表面,会引发机械系统共振;基于此,采用改进双谱分析轴承振动信号各分量间的相互作用,检测轴承故障特征频率。机车实际运行试验表明,所提方法能准确诊断牵引电机轴承的早期故障。     

基于时延降噪循环双谱的电机轴承故障检测方法研究

当电机轴承出现故障时,定子电流信号中的微弱故障特征淹没在基波及谐波的强大噪声背景中。由于信噪比过低,基于电流的轴承故障检测一直是一个挑战。为此,提出了一种基于时延降噪的循环双谱检测方法。首先根据循环双谱函数构造定子电流解析表达式,提取电流解析式的特征解。通过理论分析确定循环双谱函数中的时延滞后量,减少电流信号中的无关噪声成分。最后利用实验平台采集定子电流,在电流解析式取得特征解的位置做切片频谱分析。实验结果表明,所提方法能有效提升信噪比,并提取出电流中非平稳的微弱故障特征,实现电机轴承故障的检测。     

Non-adaptive second-order generalized integrator for sinusoidal parameters estimation

In this paper, a simple method for frequency, amplitude and phase estimation of a single sinusoidal signal is proposed. The approach described herein uses an orthogonal signals generator based on a Second-Order Generalized Integrator (SOGI). The frequency, amplitude and phase are estimated on the base of straightforward explicit formulas without any adaption of SOGI parameters. The method is implemented as a dynamic third- or fourth-order system according to specified cost function to be minimized. In case of highly corrupted signal a double-SOGI scheme can be used to further improve the filtering capabilities. The effectiveness of the proposed algorithm is demonstrated through simulated experiments and comparisons with existing methods.     

基于高速环形振荡器的皮秒量级事件计时测量

研究设计基于高速环形振荡器的皮秒量级事件计时器。利用代表事件的信号上升沿去触发高速环形振荡器,产生与事件同步的时钟脉冲信号,对正弦参考信号采样,再通过全相位FFT算法处理,大幅提高事件计时测量的精度。实验结果表明,在正弦参考信号中心频率f₀=10 MHz,全相位FFT运算点数N=8 192,ADC的量化位数b=14 bits,采样频率f_s=140 MHz的情况下,事件计时器能够获得约3.16 ps rms的单次测量精度,时间稳定性优于±0.31 ps/h,实验结果与基于理论分析的误差范围一致,达到皮秒量级事件计时测量。     

混合噪声背景下正弦参数估计的互高阶谱SVD方法和SVD-TLS方法

从理论上论述了相关高斯噪声和非相关噪声背景下正弦参数的估计方法,该方法采用互高阶的特征分解（ＳＶＤ）及最小二乘法（ＴＬＳ）,并且建立了信号矢量空间和噪声空间,几科不需要任何关于有色噪声的先验信息,就可以估计出正弦信号的幅值,频率和相位,该方法信噪比工作门限低,有良好的谱估计分辨率及稳定性。     

融合自适应滤波和归一化PGC-Arctan的激光干涉测振信号解调算法研究

针对正弦相位调制激光干涉仪测振信号的解调,本文提出一种融合自适应滤波和归一化PGC-Arctan的解调方法。该方法在传统PGC-Arctan算法的基础上,通过准确识别载波相位延迟和相位调制深度对正交干涉信号对进行归一化处理,从而减小相位解调的非线性误差,同时引入基于最小均方算法的自适应滤波器对解调信号进行滤波降噪,进一步提高信号的SNDR（信噪失真比）。通过数值仿真和实验测试验证了算法的有效性,在实验室条件下,对频率为100Hz-3KHz声波激励的固体表面微振动进行了探测和解调。结果表明本文所述方法能够实现振动信号的精确解调,经自适应滤波后解调信号的SNDR平均提升了12dB。 关键词：激光测振;归一化;PGC-Arctan; 自适应滤波