改进窗函数在FIR数字滤波器设计中的应用

电网谐波分析已成为电力系统环境治理的重要课题,为了提高谐波分析的精度,对采样得到的信号进行滤波处理是必不可少的环节.窗函数法是FIR数字滤波器设计中最简单的方法,正确地选择窗函数可以提高所设计的数字滤波器的性能.通过对Gauss窗函数的改进,使设计出的低通滤波器具有更好的优越性,并通过Matlab仿真验证了该方法的有效性.     

磁致伸缩位移传感器信号数字滤波方法

文中介绍应用数字滤波方法提高磁致伸缩位移传感器测量准确度的方法,提出用窗函数设计数字滤波器的方法,通过试验数据分析表明效果显著.     

考虑群延迟和暂态时延的短窗低通滤波器设计

为采用基于采样值和正弦信号模型的快速保护算法,并防止重采样环节的频率混叠,智能变电站的数字化保护需要数字低通滤波器配合。提出一种基于Tukey窗函数,并且同时考虑滤波器幅频特性和群延迟、暂态时延的低通滤波器设计方法。该方法首先确定窗函数时域宽度Tc和截止频率fc,再根据采样频率fs和固定不变的fc,确定滤波器的长度N≤2fs/fc,最后根据N和fc得到完整的滤波器系数。通过理论分析、数字仿真和静态实验,研究了所设计滤波器的幅频特性、群延迟和暂态时延。对采用所设计滤波器的母线保护进行RTDS实验,通过对比表明,按所提方法设计的滤波器在群延迟和暂态时延性能上明显优于传统窗函数法设计的滤波器,降低了滤波器环节对保护速动性的影响。     

无功功率测量的Hilbert数字滤波器研究

利用Hilbert变换测量无功功率能获得较高测量精度.本文分析了HIlbert数字滤波器在无功功率测量中的应用;采用窗函数法和等波纹切比雪夫法设计了FIR型Hilbert数字滤波器;证明等波纹切比雪夫法所设计的Hilbert数字滤波器较窗函数法有较好的性能,更能较好的提高无功功率测量精度.     

基于MATLAB的FIR数字滤波器的方法设计

数字滤波器是一种具有选择并区分不同频率功能的电路,是在时域内过滤离散信号的数字系统。采用的是窗函数法。研究的重点目的是依据FIR滤波器的特性,分析了FIR滤波器的窗函数设计方法的介绍和选择使用,并利用MATLAB信号处理工具箱来实现验证FIRDF程序的设计。给出了详细的设计理论和具体步骤,并将设计的滤波器应用到一个混和正弦波信号,以验证滤波器的性能,实验证明该滤波器达到了预期的滤波功能。     

FIR数字滤波器的MATLAB设计与DSP实现

针对有限长冲激响应(FIR)数字滤波器的原理,讨论了窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器的基本思路,介绍了用MATLAB工具来设计数字滤波器的方法及在定点DSP上的实现。通过CCS5000开发工具和在TMS320VC5416评估板上运行,实现了达到目标要求的滤波器。     

基于MATLAB/SimulinkFIR数字滤波器设计的不同实现方法研究

针对不同层次的学生和研究人员,介绍了MATLAB脚本程序法、FDATool设计法和Simulink设计法等3种FIR数字滤波器的设计方法,并附带一定的窗函数理论知识及具体设计步骤,而且这3种方法都能够根据要求实现设计目标.通过对比3种设计实现方法,广大设计人员可以根据自己的实际情况快速准确的实现FIR数字滤波器的设计,不仅加深了FIR滤波器的理论知识,而且也提高了学习研究效率.     

基于窗函数的数字滤波器的设计与仿真研究

介绍了基于窗函数的数字滤波器设计方法、基本概念及分类,比较了施加矩形窗和海明窗的带阻滤波器的性能,给出了仿真结果。结果表明：不同的滤波器长度,对于滤波结果是有差别的,在使用中需要按着实际需求作出合理的选择。     

迭代加窗插值FFT谐波分析方法

为了提高谐波分析精度,提出了一种基于迭代加窗插值快速傅里叶变换FFT(fast Fourier transform)的谐波分析方法,并给出了统一的谐波频率、幅值及相位的计算公式。通过主瓣拟合,将传统的基于最大旁瓣衰减窗MSDW(maximum sidelobe decay window)的插值FFT方法扩展至其他对称窗,并根据窗函数的主瓣特性选择合适的窗函数进行拟合。最后通过迭代算法计算出谐波的精确频率值。仿真结果表明:在非同步采样的条件下,该算法可精确地实现谐波和间谐波分析。与传统加窗插值FFT方法相比,所提方法不依赖窗函数的类型,针对不同的窗函数具有统一的谐波参数计算公式,通用性强,实现方式灵活。     

基于Hanning自相乘窗的电力谐波FFT分析方法

目前谐波分析准确度的关键在于窗函数具有优秀的旁瓣特性。提出了Hanning窗进行时域自相乘运算,得到一种新的Hanning自相乘窗,具有旁瓣特性随着相乘次数的增加不断提高的优点。同时提出基于五项余弦组合窗的四谱线插值FFT的电力谐波分析方法,利用曲线拟合函数得到四谱线插值修正公式。对该窗函数与Hanning窗,Nuttall4项5阶窗的四谱线插值进行仿真对比,验证提出的窗函数对幅值、相位、频率具有更高的分析精度。对南京化工园热电二次电流进行谐波分析进一步验证了所提出的窗函数的有效性。     

基于Hilbert滤波器的无功功率计量算法研究

针对目前常用的计算无功功率的方法在谐波含量不断提高的情况下存在较大误差,采用基于Hilbert数字滤波器的无功功率计量算法,将电压的基波及各次谐波成份都移相-90°并保持幅值不变,采用有功功率计量方法来计量无功功率;分别采用最优设计法和半带滤波器法设计了FIR型和IIR型Hilbert数字滤波器,仿真得出相应的幅频和相频特性,并比较得出在含有24次谐波的电网环境下,两种类型的无功功率计量系统具有相似的计量精度,而FIR型滤波器具有更佳的相位均衡性。     

利用瞬时无功功率理论检测谐波电流方法的改进

以瞬时无功功率理论为基础 ,对影响谐波电流检测精度的因数进行了分析 ,得出低通滤波器是影响计算精度的主要原因之一。在此基础上 ,提出一种数字化的实时检测新算法 ,用复化积分提高检测直流分量的计算精度 ,用Hamming窗消除直流分量检测过程产生的频谱泄漏。该方法不仅能实时提供有源电力滤波器所需的电流补偿指令信号 ,还能以较高的精度检测基波和各次谐波电流的正序及负序分量有效值。仿真结果证明了该方法的正确性 ,并已在研制的 30kVA有源电力滤波器中得到了成功的应用     

The application of multi-rate digital signal processing techniquesto the measurement of power system harmonic levels

The concepts of filtering and sampling power system voltage and current signals for harmonic analysis using the fast Fourier transform (FFT) algorithm are introduced. The application of a multirate digital signal processing technique to harmonic analysis is then discussed, and the design of a polyphase decimation finite-impulse response (FIR) filter, for use as an antialiasing filter in oversampling applications, is covered. The implementation of this filter in conjunction with an FFT by a digital signal processor is described, and results of timing tests on the algorithms are presented. The instrument used to implement these techniques is an advanced data acquisition and parallel processing system aimed specifically at continuous real-time power system signal monitoring     

FIR数字低通滤波器工频干扰抑制能力的提高

用Matlab按窗函数法设计较低阶数的FIR数字低通滤波器时,其工频干扰抑制能力一般需要优化。通过对其幅频特性的研究,发现适当调整截止频率可显著提高其工频干扰抑制能力。设计了Matlab程序,用户只需输入一些基本要求,即可获得具有高工频干扰抑制能力的FIR数字低通滤波器。     

全相位数字滤波器的研究与设计

本文提出了一种新的带双窗全相位数字滤波器频域结构,指出等价的FIR滤波器中的延迟窗是双窗全相位滤波器中前后窗的卷积,理论证明了无窗和单窗全相位滤波器均严格通过频率采样点,双窗全相位滤波器逼近频率采样点。实验表明加窗全相位滤波器不但具有较高的旁瓣衰减,而且基本消除了通带和阻带波动,特别适合于设计频率有间断特性的滤波器。     

三相不平衡度数字检测系统设计

提出了一种基于MSP430单片机的三相不平衡度的数字检测系统。在滤波器的设计中采用了硬件模拟滤波器和软件数字滤波器共同组成,硬件滤波器采用开关电容型低通滤波器,软件滤波采用加海明窗函数的线性相位FIR数字滤波器。系统的算法实现主要采用三相不平衡度的定义,通过交流采样值分别求出正序分量和负序分量的采样值,正序分量和负序分量的均方根值的比值便是三相不平衡度。较之纯硬件滤波或纯软件滤波系统,整个系统的响应速度快。通过实验证明了该系统具有较高的可行性和实用性。