信号分析仪中矢量信号分析设计

针对通信信号的矢量分析测试需求，借鉴国外先进仪表的解决方案，在高性能信号分析仪中开发了矢量信号分析功能。首先对输入信号进行超外差变频接收和A/D采样，然后在FPGA中完成高速数字下变频和数据整数倍抽取滤波，最后在上层应用软件中完成高精度数据重采样、宽带时域修正滤波、瞬态分析和前馈数字解调等多域矢量分析，并通过多级方式实现多域测试结果的配置和同步显示。实测结果表明采用本方案设计的矢量信号分析指标优异、配置灵活、测试结果丰富多样。     

存在脉冲噪声情况下的介损角算法

脉冲干扰是影响介损角测量精确度的重要因素之一,对含有脉冲噪声的电压和泄漏电流信号必须使用滤波方法进行抑制。采用53H算法抑制采样所得电压和电流信号中的脉冲噪声。对滤波前后的信号分别使用了相关函数法、高阶正弦拟合法、加汉宁窗插值算法、谱泄漏对消算法、改进基波相位分离法和改进修正理想采样频率法计算介损角,发现各种算法对滤波后信号的计算结果均要比滤波前信号使用对应算法具有更高的精确度;无论是对滤波前信号还是滤波后信号改进基波相位分离法和改进修正理想采样频率法均具有更高的精确度。同时分析了53H算法的相关参数对算法精确度的影响。对信号使用53H算法滤波后,使用改进基波相位分离法和改进修正理想采样频率法能有效提高在脉冲情况下介损角测量的精确度。     

高性能数字接收机FPGA设计与实现

针对多模移动通信标准测试的需求,设计一款可广泛应用于多模综测仪的数字接收机.根据带通采样原理直接对153.6 MHz的QPSK/TD-SCDMA等中频信号进行采样,在FPGA中实现高效数字下变频、移相滤波、多速率抽取、成型滤波和符号同步等功能,以正交I、Q信号输出便于后续DSP对其进行软件算法解调和处理.实验结果表明,该方案能有效减少数字下变频资源消耗、增强接收通道的线性动态范围、提高模数转换器的有效分辨率、改善通道矢量解调指标,适合作为多模宽带数字中频接收机的实施方案.     

电力信号自适应滤波测量的收敛性

采用非线性系统稳定理论,对电力信号自适应滤波测量法稳定收敛性进行了分析和论证,导出其稳定收敛的约束条件,并给出自适应滤波测量法的设计方法.传统的电力稳态测量算法是开环算法,非频率同步采样和数据扰动时可造成误测.闭环的自适应滤波测量法可分析非频率同步采样、非整次谐波等造成的非周期正弦波采样数据,判别和修正采样失真,准确、可靠地实现电力系统稳态的测量.     

基于两种自适应算法对比下的PMSM矢量控制电流环优化

在永磁同步电机矢量控制过程中,用于电流环测量电流的调理电路和AD采样电路会产生噪声,对电机转矩和转速的控制精度造成影响。为减小此类电流环噪声,提出了在永磁同步电机矢量控制中对电流环相电流采用RLS自适应滤波。为体现RLS算法滤波性能,与自适应滤波中的LMS算法作比较,采用这两种自适应滤波算法对永磁同步电机矢量控制系统进行了仿真实验,经过对波形和均方差等的对比,RLS算法有更明显的滤波效果,且电机输出转速和转矩更加平稳,系统的稳定性有了明显提高。证明了RLS自适应滤波在永磁同步电机控制中更具有可行性和有效性。     

GIS局部放电包络信号噪声抑制的小波方法

基于超高频包络检波的GIS局部放电检测系统采样得到的超高频局部放电包络信号中含有噪声。笔者分析了检测系统测量过程中可能混入的几种噪声,通过截取没有局部放电的采样信号进行频谱计算,理论与实测分析结果均表明,包络检波后信号中的噪声主要是白噪声。基于小波变换的滤波算法对白噪声有很好的抑制效果,文中在对小波变换原理进行简要分析的基础上,提出了改进阈值的小波滤波算法,仿真及实测信号的滤波结果证实了该改进算法的有效性。     

基于i_p-i_q方法的畸变电流检测及其实现

研究了基于ip-iq方法提取畸变电流的物理实现过程。设计并制作电网电压信号调理和整形电路、锁相频率合成电路,按照采样点数要求产生无相位差的同步采样信号,利用高精度的A/D转换电路完成负载电流信号的采集,保证了采样精度。ip-iq算法中数字低通滤波器的类型、动静指标等对检测精度的影响较大,给出了给定滤波指标后设计满足要求的数字低通滤波器的方法。在Matlab中对设计的ip-iq算法进行仿真分析,结果表明畸变电流的补偿效果明显,所述方法能够应用在有源电力滤波器的研制中。     

用于计算机实时控制和保护的一种综合滤波算法

提出了一种综合滤波算法设计原理，用这种设计原理，可以滤波用户任选的谐波分量，得到无数具有相应滤波功能的算法，得出待求物理量的实部、虚部或幅值，相位角，而且数字滤波器是该算法设计的中间结果。此外，国内外一些著名算法，如傅里叶分析法，沃尔希函数法，有限脉冲响应法等都可由该算法推出。     

基于任意信号注入法的永磁同步电机无位置传感器FPGA实现

本文设计了一种基于任意信号注入法的永磁同步电机无位置传感器FPGA实现。任意信号注入法的原理是利用电流信号的过采样,获取一个开关周期内有效电压矢量作用时的平均电流斜率,通过电流斜率的变化率来估计转子位置。本文利用FPGA的快速采样能力和并行运算特点,对任意信号注入法进行数字化实现。通过电流过采样技术可以提高电流采样精度,改进转子位置估计精度。利用一台3kW永磁同步电机对算法进行了实验验证。     

基于粒子滤波的永磁直线同步电机状态估计技术

蒙特卡罗粒子滤波在许多非线性非高斯问题中取得了成功的应用.针对永磁直线同步电机(PMLSM)的特点,将蒙特卡罗粒子滤波算法引入到PMLSM无传感器速度和位置估计中.用易于检测的电机端电压和端电流作为输入信号,采用粒子滤波算法实时地估计PMLSM的速度和磁极位置,得到矢量控制系统速度反馈信号和矢量变换角度.仿真结果表明,估计算法既具有较高的估计精度又具有相对少的计算量,可以满足PMLSM伺服系统无传感器控制需要.     

电力系统广域测量中多采样率转换的研究

广域测量系统对电网动态过程进行实时监测,为全网在线安全稳定分析和控制提供平台。但是,各测量点所用互感器并非同一型号,需要将多采样频率信号转换为同一采样频率。通过对不同采样频率信号的内插、抽取和凯赛窗低通滤波三者的级联,实现了任意分数倍采样频率的转换。在此基础上,提出了基于全波傅氏的数字窄带滤波算法。算例分析验证了所提方法的有效性和准确性。该算法在频率转换的同时能对信号进行有效、快速的滤波,实现了对采样信号不失真的频率归一化。     

基于平滑滤波的多传感器异步融合方法研究

无人巴士在定位循迹过程中，采样信号受噪声方差、带宽和采样率的影响，易出现信号缺失或间断现象，加之相关滤波算法缺乏异步采样和平滑能力，导致定位失败。为了提高定位精度并补充缺失数据，本文基于异步扩展卡尔曼滤波和非因果滤波平滑，提出一种改进的传感器异步采样融合平滑算法。首先利用异步扩展卡尔曼滤波对连续时间随机微分方程进行指数离散化，以处理任意时刻的测量值，预测更新下一时刻状态值之后，引入非因果滤波平滑给定可用的初始方差信息，使噪声方差影响更小，估计性能更好。将本算法在无人巴士上进行物理实验验证，结果表明这种多传感器异步融合平滑算法在车辆行驶中效果良好，与异步卡尔曼滤波算法结果相比，可以达到优于05 m的定位精度，数据预测误差均有明显降低，提高了定位精度和补充缺失数据。     

折线电容滤波算法在鼾声识别中的研究与应用

鼾声信号的采样是鼾声识别的关键技术,也是后级鼾声处理的前提.因此,采样到的鼾声信号的质量直接影响后级对鼾声信号处理的结果.鼾声在时域上具有连续性与均匀性,在频域上具有特定的频率宽度和共振峰等特征,由于以往采用的快速傅里叶(FFT)算法在鼾声频域采样上具有局限性,因此提出了一种基于无限增益巴特沃兹低通滤波器的折线电容滤波算法来对鼾声信号进行处理,并结合TMS320F2812DSP芯片多路同步对鼾声信号进行采样.采用这种方法不仅提高了采样效率,而且便于对各个频段鼾声能量进行分析.通过计算机仿真与实验验证,表明折线电容滤波算法可以有效的实现对鼾声信号的采样.     

最小二乘滤波法在直流保护信号采样中的应用

目前直流保护广泛采用行波保护作为主保护方案,但行波保护因其保护原理的特殊性而对保护装置采样信号有较高的要求.为此,通过基于局部加权回归算法的最小二乘滤波算法对保护装置采集信号进行滤波,为行波保护信号的采集提供一个可靠的滤波方案.     

傅氏算法的滤波特性分析

目前的一些文献普遍认为,全波傅氏算法能够滤除整数次谐波,半波傅氏算法能够滤除奇数次谐波,但该文认为这种观点是有待商榷的。文章根据正弦信号采样的不确定性,分析了电力系统中的信号采样结果与采样频率的关系,并分析了傅氏算法的频率响应函数的性质,总结了傅氏算法的滤波性能特点,并进一步分析了衰减非周期分量以及频谱泄露对傅氏算法造成的影响。     

基于FPGA的GHz宽带中频数字采集系统的设计

针对大带宽复杂电磁信号的测试分析,介绍了一种基于FPGA的GHz带宽中频数字采集系统的设计,论述了系统的硬件总体设计和信号处理算法设计方案。采集系统ADC以1.6GHz采样率对中频信号进行采样,然后通过FPGA进行数字信号处理,通过对传统多相滤波算法的改进,设计了FPGA的高速大带宽信号的数字滤波方案,并采用多路并行处理的方法设计了高速数字正交混频算法,实现了最大为640 MHz的分析带宽和带内多路信号分析的功能。     

傅氏算法的滤波特性分析

目前的一些文献普遍认为,全波傅氏算法能够滤除整数次谐波,半波傅氏算法能够滤除奇数次谐波,但该文认为这种观点是有待商榷的.文章根据正弦信号采样的不确定性,分析了电力系统中的信号采样结果与采样频率的关系,并分析了傅氏算法的频率响应函数的性质,总结了傅氏算法的滤波性能特点,并进一步分析了衰减非周期分量以及频谱泄露对傅氏算法造成的影响.     

一种提高消除衰减非周期分量响应速度的交流采样数据修正法

利用交流采样数据修正法处理含有衰减非周期分量的故障信号,并结合DFT对修正后的数据进行滤波,对滤波的结果进行了仿真分析,验证了交流采样数据修正法处理衰减非周期分量的有效性。最后对交流采样数据修正法处理数据的响应速度作了分析,提出了改进方法并对改进后的算法进行仿真,仿真结果证明了改进后算法的可行性。     

基于JN5121单片机的电磁阀信号数字滤波算法实现

液压系统是机械设备正常运转的保证,往往是系统故障的多发点。为了更加精确、快速地监测各种系统信号的变化情况,并且提高运算效率,本文以JN5121单片机为背景,针对液压电磁阀监测系统检测到的加速度信号和磁信号,提出了一种新的滤波算法,分析了该算法的原理、工作流程及其功能,并且针对电磁阀检测系统所监测到的磁信号,运用该滤波算法,将其滤波结果与MATLAB工具箱中数字滤波器的滤波效果进行了比较,得出了该方法在快速处理采样数据方面的优点。     

200 MHz带宽基带信号发生器的设计与实现

介绍了基于FPGA的基带信号发生器设计方案,主要叙述了成型滤波以及任意重采样内插比等关键技术。该基带信号发生器不仅实现了标准数字调制格式的基带信号发生,而且通过FPGA内部的并行架构设计,实现了500 MHz的高速数据速率,I/Q带宽达到200 MHz。将其应用于矢量信号发生器中,既实现了PSK、ASK、FSK、MSK、QAM等标准数字调制格式的矢量信号,又实现了400 MHz矢量调制带宽。经过测试,在4 M码元速率的情况下,QPSK和512QAM调制格式的EVM分别达到0.7%和1.0%;400 MHz带宽的矢量调制信号频响小于1 dB。