基于HHT算法的虚拟失真度测试仪设计

以LabVIEW为软件开发平台,运用其强大的图形编辑功能和模块化设计,结合HHT算法和正弦信号失真度测试理论,编写程序实现了基于HHT的基波拟合法的失真度测试算法.并运用数据采集系统构架,以NI公司的PCI-6221数据采集卡为硬件基础,设计实现了虚拟失真度测试仪.经实践检验,该系统操作简单、测试方便快捷、准确度高、数...     

基于HHT的电能质量检测新方法

提出了用HHT方法对电能质量扰动信号（电压凹陷、电压凸起、电压间断、暂态震荡、暂态脉冲等）和谐波（整数次谐波和间谐波）进行检测及时频分析的新方法.该方法由经验模态分解法（EMD）和Hilbert变换（HT）两部分组成.通过EMD得到固有模态函数（IMF）后,再进行HT,可以定量、准确地刻画相应时刻的瞬时频率和幅值.通过该方法可以确定非平稳的电能质量扰动信号的时间、频率和幅值信息;同样也可以精确的检测出谐波的幅值和频率.仿真结果表明,该法不但适用于非平稳信号的处理,而且对平稳信号的分析、处理也有很好的效果.     

基于HHT的滚动轴承故障分析实验设计

在旋转机械设备应用中,滚动轴承是减小轴与轴座之间摩擦损耗的关键精密设备.为了能够有效监测由于磨损、腐蚀和过载等原因导致滚动轴承产生的损坏,设计并验证了滚动轴承振动信号对于滚动轴承故障的表征作用.设计方法是通过从采集到的机械旋转过程中滚动轴承的振动信号入手,通过在MATLAB中对滚动轴承故障特征进行提取和分析.通过经验模...     

基于LABVIEW的HHT法疲劳损伤时频分析

在LABVIEW平台上利用希尔伯特-黄变换方法,对某型飞机的垂尾整流罩系统的前支架在随机载荷作用下的振动疲劳试验数据进行时频联合分析,得出前支架的一阶固有频率及其上应变值在试验最后300s的变化趋势,从而为研究其上疲劳裂纹的产生和扩展提供参考数据,并最终判断支架的试验疲劳寿命为4525s.同时将HHT法与短时傅里叶变换...     

基于HHT和AR模型的数据预测方法研究

希尔伯特-变换黄是分析非平稳信号的有效方法,已在信号分析与处理领域得到了广泛应用.希尔伯特-黄变换以经验模态分解为基础,能够将非平稳信号分解成为若干个固有模态分量和一个残余分量.本文提出的基于经验模态分解的数据预测方法,是利用经验模态分解得到的残余分量、并结合AR模型的算法优势,实现对非平稳数据的有效预测.本文利用三种不同的典型数据进行仿真验证,实验结果验证了所提出预测方法的有效性,并给出了影响预测性能的主要因素.     

基于曲线拟合方法的失真度分析仪设计

针对目前失真度分析仪中使用模拟法和FFT法存在的问题,提出基于曲线拟合方法和DSP实现的失真度分析仪设计方法.采用单纯形算法的曲线拟合方法估计正弦信号的总失真度,该方法计算速度快、精度高.详细介绍了失真度分析仪的软硬件结构和工作流程.仿真结果表明,该系统对频率范围为20 Hz～20 kHz、峰峰值范围为300 mV～30 V、失真度小于100%的输入信号均可使用,综合测量误差小于1%.     

基于HHT的次同步谐振参数检测方法

基于能够精确提取频率分量的希尔伯特-黄变换HHT,对电力系统中的次同步谐振SSR进行了检测分析.首先采用小波滤除基频以上的高次谐波,然后通过HHT中的经验模态分解EMD实现SSR模态分量的有效分离,最后对各分量进行希尔伯特(Hilbert)变换,计算其相应瞬时幅值和瞬时频率.结果表明,与以往文献所用方法相比,该方法可以更加精确地提取SSR的模态参数.有助于分析电力系统的SSR模态及阻尼控制器的设计研究.     

基于HHT的电力系统低频振荡分析

论文将一种新的非线性、非平稳信号的处理方法- HHT(Hilbert-Huang transform)方法,应用于电力系统低频振荡分析之中。该方法克服了傅里叶算法和Prony算法难以处理非平稳信号的缺点,并克服了小波算法中小波基难选取的问题。HHT方法可以从非平稳的低频振荡信号中准确地提取动态振荡特性以及丰富的系统故障暂态信息,从而进一步揭示各振荡模式之间的非线性作用。同时该方法具有分辨率高并能有效地处理样本数少的短数据的优点,因此该方法可以用于在线分析和控制器设计之中。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于HHT的电力系统低频振荡监测器的研究

针对电力系统区域联络线上发生低频功率振荡问题,提出了一种能够快速精确地分解出振荡模态参数的低频振荡监测器。低频振荡监测器的核心是一种改进的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)算法,该算法通过给在线录波数据叠加整周期余弦信号,使预处理信号的两端为极值点,解决了EMD分解过程中的"端点效应"问题,通过MATLAB仿真验证了该方法的有效性。     

数据采集设备的失真度测试方法研究

根据失真度的测试原理、通用测试方法及其特点,提出一种针对数据采集设备的失真度测试方法——改进的频谱分析法。频谱分析法的核心是FFT,FFT方法进行谐波分析会出现谱泄漏现象,影响失真度的测试精度。针对这种现象,进行了特殊测试频率点和加窗函数两项改进处理。经数据分析与处理表明,改进后的频谱分析法有效地减少了谱泄漏的影响,真实还原了各次谐波的幅度,提高了失真度的测试精度,为数据采集设备提供了合理测试方案。     

基于HHT方法的异步电动机运行模式识别

针对变频调速异步电动机运行模式的多样性导致在检测和故障诊断前需要进行运行模式识别的问题,在Hilbert-Huang变换的基础上提出了一种异步电动机运行模式识别的方法.该方法通过经验模式分解自适应得到本征模函数分量,结合Hilbert谱分析提取信号的瞬时频率,获取频率随时间的变化规律,确定运行模式,为变频调速异步电动机的故障诊断提供了基础.在Matlab环境下,对变频调速异步电动机的定子电压信号进行仿真,仿真结果表明了该方法的有效性和快速性.     

一种测试高分辨率ADC有效位数的新方法

提出一种测试高分辨率A/D转换器（ADC）有效位数（ENOBs）的正弦拟合法,和传统的正弦拟合法不同,省去了严格选取参数初值的步骤,避免了求解非线性方程组。该方法利用希尔伯特-黄变换（HHT）,从ADC输出数据中逐次拟合出基波曲线和谐波曲线的波形参数,进而求得ENOBs。仿真结果表明,在信号源频率高达1MHz、分辨率分别取7-12位、所含二、三次谐波失真分别为-72dB和-84dB的情况下,运用所述方法实现了对14位ADC的ENOBs的精确评价。     

基于HHT的径流变化特征分析及验证

Hilbert-Huang变换方法(Hilbert-Huang Transform,简称HHT)是针对非线性、非平稳序列的一种新的时间序列分析方法。本文以大理河流域青阳岔水文站近40年来逐年径流实测序列为例,首先采用HHT方法得到反应周期的本质模态函数(Intrinsic Mode Function,简称IMF)分量、反应变化趋势的趋势项Res及表征波动能量的HHT谱,计算表明青阳岔水文站年径流量呈明显下降趋势,下降速率约为436980m3/a,同时其存在约29a、15a、6a及3a的变化周期。继而分别采用Mann-Kendall(简称MK)检验法及Mexhat小波变换方法分别对该序列径流特征进行分析并与HHT方法计算结果进行对比,结果表明HHT得到的结果与MK检验及小波变换得到的结果基本一致,但比小波变换具有更高的周期分辨率。MK检验法则发现该径流序列存在的突变点。这不仅验证了HHT对水文时序分析的适用性,而且可充分挖掘径流序列所蕴含的水文信息,这表明采用多种方法进行分析能够从多角度探索序列径流变化特征,有助于全面认识水文过程的变化特性。     

基于小波变换与正弦曲线拟合的非稳态畸变噪声检测方法

噪声信号的检测精度直接决定了电网非稳态畸变信号计量的准确性,为了提高噪声信号的检测精度,提出了一种基于小波变换与正弦曲线拟合的非稳态畸变噪声检测方法。首先利用小波变换对电网非稳态畸变信号进行分解与重构,得到基波信号,再通过傅里叶级数将重构得到的基波信号进行正弦拟合,最后通过非稳态畸变信号与正弦信号相减,得到噪声信号。以电网冲击信号模型和电网连续脉冲信号模型为例对本文方法进行验证。实验结果为:在不同分解层数之间,本文方法得到的基波信号、噪声信号与原始信号之间的相关系数始终都在0.95以上,均高于单独小波方法所得信号的相关系数,且受分解层数不同的影响更小,说明文中方法降低了检测精度受分解层数不同的影响,且具有更高的噪声检测精度。     

基于船舶电网的FFT谐波检测方法

在船舶电力推进系统中,准确检测电网中各次谐波含量是十分重要的。为了进一步提高对谐波测量的准确度,本文通过改进布莱克曼窗函数,采用双峰谱线插值算法来对船舶电力系统的电量信号进行检测。通过软件对改进窗函数的参数进行数据拟合,并搭建仿真实验平台。通过对比添加不同窗函数所测量的结果,可以得出,改进的布莱克曼窗可以有效地提高对谐波检测的准确度。     

基于虚拟仪器的电机测试方法研究

在工业产品的研发、使用中,测量参数和性能指标是一项必要且关键的环节。传统的测试办法大都由各自独立的测试仪器人工操作完成,数据处理方法费时费力。现如今,虚拟仪器发展尤为迅速。文中在传统电机测试原理基础上结合虚拟仪器技术,对基于Lab VIEW的永磁同步电动机测试系统进行研究,设计了基于Lab VIEW的永磁同步电动机测试系统,包括各项软件功能以及界面设计。该测试系统能实现测试数据的实时显示、存储以及处理等;研究永磁同步电动机的动态加载方式,设计新型对拖测试平台,对电压降低问题进行分析并提出方案,并做MATLAB/SIMULINK仿真与实测数据对比,验证测试平台的可行性和正确性;分析最小转矩的产生机理并判定产生位置,在Lab VIEW上对转矩转速曲线进行合理的曲线拟合处理,并计算出最小转矩点,实现测试数字化、自动化,为工业测试现场缩短工期、减少成本。     

输电线路行波测距数据的正弦拟合自动筛选方法

采用低门槛突变量启动的行波测距装置记录了故障数据和非故障干扰杂波。然而,行波测距需要的主要信息来自于故障初瞬数据,因此自动筛选出故障初瞬数据是实现行波测距的最基本条件。提出了利用正弦拟合的方法自动筛选故障初瞬数据。将行波测距装置记录的电流行波数据分为两段,分别对这两段数据进行正弦拟合的计算,再根据这两段数据的正弦拟合度和幅值计算数据的模态特征值,若计算得到的数据模态特征值大于设定阈值,则判断其为包含有效信息的故障初瞬数据;反之,则为非故障初瞬数据。大量实测数据计算表明,所提出的输电线路行波测距数据的正弦拟合自动筛选方法是可行的,且准确可靠。     

基于改进双端法的输电线路行波故障定位

行波波速的不确定往往给行波故障定位带来较大误差。为了克服行波波速对输电线路故障行波定位的影响,提出了一种利用同一条线路的三个测量点进行故障定位的方法。在双端行波故障定位原理的基础上,构造了一个三测点的定位系统,推导出不受行波波速影响的故障定位新算法。该方法利用小波变换确定故障初始行波到达三个测量点的时间即可实现故障定位,与以往方法相比避免了因行波反射衰减无法测量而导致定位失败。PSCAD仿真结果表明,该方法定位精度高,且简单易行。     

基于三端法的HHT行波故障测距研究

输电线行波故障定位的技术关键在于提高捕捉故障行波波头信号到达时间的精确度以及行波波速度的确定。小波变换(Wavelet Transform,WT)是目前主要采用的波头识别算法,而希尔伯特-黄变换(HilbertHuang Transform,HHT)作为分析非平稳和非线性信号一种强大的工具值得深入研究,文章提出了基于三端测距法的HHT行波测距方法。采用Simulink建立输电线路仿真模型,通过haar、db4小波和HHT分析对比,结果表明HHT能更有效地提高故障定位精度,且克服了小波变换需要选择小波基函数和分解尺度的缺点。     

基于希尔伯特——黄变换的高压直流线路行波故障定位

提出了基于希尔伯特-黄变换(HHT)的直流输电线路行波故障定位的方法。首先,对故障初始行波信号进行经验模态分解(EMD)得到固有模态函数(IMF),然后通过对IMF进行希尔伯特(Hilbert)变换得出其时频图,根据时频图中首个频率突变点确定出故障初始行波到达的时刻并且由其对应的瞬时频率值计算其波速度。最后,利用改进的双端行波故障定位原理计算出故障距离。在EMTDC环境下进行仿真分析,相关结果证实了所提方法的有效性。