基于改进能量算子和K-RV互卷积窗的闪变参数检测*

IEC标准61000-4-15推荐采用正弦波和矩形波两种波形对闪变仪检验,目前电压闪变检测研究主要针对正弦波调制模型,而人眼更加敏感的矩形波调制下的闪变快速准确检测研究较少。针对矩形波调制下的闪变快速准确检测,建立基于间隔采样改进能量算子的波动分量提取算法,构建新型优化K-RV互卷积窗函数,推导基于新型K-RV互卷积窗三谱线改进快速傅里叶变换(FFT)谱分析方法,据此提出基于改进能量算子新型K-RV互卷积窗的矩形波调制闪变检测方法,开发基于PXI+LabVIEW架构的电压闪变参数检测平台。仿真与实验结果表明,所提出的算法在简单矩形波调制、多频率调制、含有各类谐波干扰、电网基波频率变动及含有噪声干扰情况下,均能有效实现闪变的准确检测与分析,相比传统方法具有更高的准确度。     

基于虚拟仪器的平方检测法电压闪变测量实现

电压闪变已成为电力系统的重要污染,为实现闪变测量,简化了IEC推荐的平方检测法电压闪变测量过程,提出并建立了一种计算量小的基于Blackman窗插值FFr的平方检测法电压闪变测量算法,通过对离散的电压均方根值进行加窗插值FFT分解,求得电压均方根值的离散频谱数列U∫(j),对U∫(j)进行视感度加权处理,得到电压均方根值数列对应的瞬时闪变量p,进一步统计排序求得短时间闪变值Pst和长时间闪变值P(u).仿真实验验证了算法的可行性和准确性,在此基础上研制了基于虚拟仪器的电压闪变测量仪,给出了仪器构成与主框图程序,检验与运行证明了仪器的准确性.     

基于希尔伯特振动分解的电压闪变检测新方法

提出将一种新的非平稳信号处理方法--希尔伯特振动分解(HVD)应用于电压闪变分析.针对工频载波中含有高次谐波的电压闪变信号,该方法根据闪变解析信号的瞬时频率表达式可以分解为工频值与高次谐波引起的快速变化不对称振荡高频值之和的特性,利用低通滤波器直接估计出工频载波瞬时频率,通过同步检测准确分离出工频载波电压闪变包络,无需预处理即消除了高次谐波的影响.同时该方法可以自适应地检测出闪变调制的频率和幅值等参数,与小波方法相比无需基函数.仿真表明,但在含高次谐波的情况下HVD方法能准确检测出闪变包络及其调制参数,与小波方法相比精度和运算效率更高.实验进一步证明了该方法的有效性和正确性.     

电力能效测评系统中电压闪变检测的研究

针对电力能效测评系统中闪变数据的检测和传输方法实时性差的问题,设计了一种无线通信的闪变监测系统。基于国际电工委员会(IEC)推荐的平方检测法,WJZ-VI型电能监测仪实现监测点数据实时采集处理。根据现场要求,采用GPRS技术进行实时数据无线传输。搭建了Simulink仿真模型,仿真得到S(t)值达到了IEC相关标准。研究结果表明,该闪变监测系统能够有效的并入电力能效测评系统中,实时采集、处理以及无线传输闪变数据,从而为后期的闪变控制及故障检测提供技术保障,有较大的推广应用价值。     

数学形态学滤波在电压闪变检测中的应用

对于有效的检测和控制电压闪变来说,检测精密度和有效性是非常重要的.本文提出了一种基于数学形态学滤波和希尔伯特变换的检测方法.通过希尔伯特变换,闪变信号包络可以被提取出来,包含在电压闪变信号中较高频率的谐波和其它噪声可以通过数学形态学滤波器消除.仿真分析结果表明了本方法的可行性、有效性,为电压闪变参数的提取提供了一种新方...     

Hilbert变换和数学形态学滤波在电压闪变检测中的应用

对于有效的检测和控制电压闪变来说,检测精密度和有效性是非常重要的。论文提出了一种基于希尔伯特转换和数学形态学滤波器的检测方法。通过希尔伯特变换,闪变包络可以被提取出来,包含在电压闪变中的较高频率的谐波和其他背景噪声可以通过数学形态学滤波器消除。模拟结果表明:较高频率的谐波和其他噪音可以被滤过,并且调幅信号的频率可以被精确的计算。因此,这种检测方法可以被广泛地应用到开发智能和数字化闪变光度计上。     

谐波存在时的改进电能计量方法及应用

为减少谐波存在时的电能计量误差,本文提出一种基于三角自卷积窗的改进谐波电能频域计量算法.首先,采用三角自卷积窗对电压、电流信号进行加权处理,以抑制频谱泄漏和谐波间相互干扰;其次,运用插值FFT算法从频域实现电压、电流信号参数(频率、幅值和相位)的高精度估计值;最后,根据Budeanu给出的谐波电能定义,结合电压、电流信号参数实现谐波电能计量.非同步采样情况下,分别采用典型余弦组合窗(Hanning窗、Blackman-Harris窗与Rife-Vincent窗)和4阶三角自卷积窗进行谐波电能计量的仿真实验结果表明:采用三角自卷积窗函数可克服白噪声和基波频率波动影响,提高了谐波电能计量准确度.本文算法在三相多功能谐波电能表中的应用证明了其有效性和准确性.     

基于改进递归复小波变换的闪变信号分析

改进递归复小波（IRWT）用于电力系统频率的测量和闪变信号的分析。能够满足实时性的要求,并具有很高的精度。闪变在0．05～35Hz这一频率范围内才能被人所感知,因此。需要从信号中提取这一频带的信息。传统的FFT算法对于分析此类非整数次谐波有很大的局限。本文采用改进递归复小波变换的相位和幅值信息,将其应用于闪变信号的分析。     

希尔伯特-黄变换在电压闪变测量中的应用

电压闪变是影响电能质量的一个重要因素,针对闪变水平的计算问题,将希尔伯特-黄变换(HHT)应用于电压波动信号的时变分析中.首先,对提取的电压包络信号进行了HHT变换,从而获得了波动电压的时变参数;然后,将瞬时幅值按照“频率一电压波动”曲线进行加权,得到了瞬时闪变视感度;最后,通过统计计算,得出了短时闪变严重度.对新算法进行了仿真,以含有10 Hz与20Hz闪变成分的电压信号为例,每0.01 s可输出一个闪变值,实例的统计结果与理论结果误差仅为3.863％,符合IEC的要求.研究结果表明,该算法与IEC法、FFT法相比,具有多分辨率的特点,可用于获取电压幅值、频率的瞬时信息,提供更及时有效的瞬时闪变值;另外该算法还能够适用于非平稳信号的闪变测量.     

基于高调制频率的快速数字锁相算法

为了提高数字锁相的检测速度以及其最高调制频率,改善数字锁相放大的实时检测性能,文中提出了一种新型快速数字锁相算法。文中根据方波参考信号傅里叶展开存在奇次谐波,使得调制频率等于参考信号频率的2m-1倍。同时,通过将采样频率设为调制频率的4的整数倍,保证两路参考信号的正交性。在相敏检波算法实现中,仅仅存在加减法运算,消除了乘法运算,提高了数字锁相算法的运算速度。而且,基于普通微处理器的数字锁相放大能达到的最高调制频率也得到了有效的提升,改善了锁相放大的实时性能。实验表明,该算法既具备较高的速度,又能提高锁相放大的实时性,使得数字锁相对微弱信号的实时检测在普通微处理器上的实现成为可能。     

基于TMS320VC54x数字滤波器的设计

以窗函数法为例,介绍线性相位FIR数字滤波器的设计,通过用Matlab工具软件设计数字滤波器的方法在DSP芯片上实现.实现时,先在CCS5000仿真开发,然后将程序加载到DSP芯片TMS320VC5416上实时运行,实现目标.     

Online Detection of Broken Rotor Bar Fault in Induction Motors by Combining Estimation of Signal Parameters via Min-norm Algorithm and Least Square Method

Current research in broken rotor bar (BRB) fault detection in induction motors is primarily focused on a high-frequency resolution analysis of the stator current. Compared with a discrete Fourier transformation, the parametric spectrum estimation technique has a higher frequency accuracy and resolution. However, the existing detection methods based on parametric spectrum estimation cannot realize online detection, owing to the large computational cost. To improve the efficiency of BRB fault detection, a new detection method based on the min-norm algorithm and least square estimation is proposed in this paper. First, the stator current is filtered using a band-pass filter and divided into short overlapped data windows. The min-norm algorithm is then applied to determine the frequencies of the fundamental and fault characteristic components with each overlapped data window. Next, based on the frequency values obtained, a model of the fault current signal is constructed. Subsequently, a linear least squares problem solved through singular value decomposition is designed to estimate the amplitudes and phases of the related components. Finally, the proposed method is applied to a simulated current and an actual motor, the results of which indicate that, not only parametric spectrum estimation technique.     

基于AVMD与改进能量算子的非稳态谐波分析

针对非稳态谐波分析中时频参数检测精度较低的问题,提出一种基于自适应变分模态分解(AVMD)与改进能量算子的非稳态电力谐波分析方法。首先,采用AVMD对非稳态谐波信号进行分解,其中采用波形特征匹配法对非稳态谐波信号进行延拓以减轻边界效应影响,并提出能量差和相关系数作为AVMD中模态分解个数的判据;结合模态分量,提出改进间隔采样能量算子快速提取谐波的瞬时幅值和频率,根据差分和信号完成其起止时刻的定位,实现非稳态谐波时频参数的快速准确测量。仿真与实测结果表明,本文方法能够在电网工频波动、间谐波以及噪声干扰等情况下有效完成非稳态谐波的准确检测,实现暂态谐波的精确定位,且对非稳态谐波频率、幅值的最大检测误差分别为0.094 9%和0.931 4%。     

正交调制降频相位式激光测距

为了提高激光测距的精度与稳定性,通过改良传统相位激光测距仪,设计了新型正交调制降频与最小二乘法解相位的相位式激光测距仪。使用反射镜实现内外测距光路,通过正交调制技术对发射激光进行幅度调制,接收模块接收到的回波信号经过混频器后再经过低通滤波器将回波信号降频,降低解相难度并提升解相精度。改用分时测量得到距离相位从而消除二次混频方法所产生的附加相移,分别对内外光路低频回波信号采样进行模数转换后使用最小二乘法求解相位。采用多频率调制测量兼顾激光测距范围与测量精度,最后通过超定方程解模糊算法求解多频测距的待测距离。在国家标准基线上进行样机测试,实验结果表明,在60m量程内正交调制激光测距仪的测量平均误差控制在1.5mm以内,测距量程内标准差保持在0.9mm以内。     

基于混合式特征选择模型的晶圆允收测试关键参数识别方法

晶圆允收测试是晶圆加工过程的关键环节,对其中的关键测试参数进行准确分析识别有助于准确预测晶圆良率、及时发现工艺缺陷。针对测试参数维度高、数据冗余性强、关键特征不显著的特点,以最小化晶圆允收测试参数量和晶圆良率预测误差为目标,提出了过滤式与封装式相结合的混合式特征选择方法。在过滤式预筛选中,通过互信息度量各参数与晶圆良率的相关性,以及各参数之间冗余性,并根据最大相关、最小冗余准则,缩小候选参数规模;在封装式精选中,以遗传算法实现候选参数的编码、寻优,根据神经网络的晶圆良率预测误差进行适应度函数评价,进一步精选关键特征。最后,采用标准数据集和实例数据对所提方法进行了有效性验证。     

基于三角基函数分解的高精度介损角测量方法

为精确测量介损角,克服数字化测量时存在的非同步采样、基波频率波动、谐波变化等因素影响,提出并建立基于三角基函数分解的介损角测量模型,将电力谐波各参数作为未知量,基于最小二乘原理对采样数据进行最速下降迭代求解,准确提取基波电压、电流相位,进而得出介损角,排除直流和谐波分量干扰。从理论上证明该算法的收敛性,针对基波频率波动、介损角真值改变、谐波含量变化、白噪声影响等影响进行仿真实验,结果表明该测量方法使用极少采样点与较低采样率,即可获得较高的测量准确度,测量速度快。设计的基于数据采集卡与虚拟仪器技术的高压电容型设备绝缘在线监测系统,验证了该方法的可行性与有效性。     

An accurate system for onsite calibration of electronic transformers with digital output

Calibration systems with digital output are used to replace conventional calibration systems because of principle diversity and characteristics of digital output of electronic transformers. But precision and unpredictable stability limit their onsite application even development. So fully considering the factors influencing accuracy of calibration system and employing simple but reliable structure, an all-digital calibration system with digital output is proposed in this paper. In complicated calibration environments, precision and dynamic range are guaranteed by A/D converter with 24-bit resolution, synchronization error limit is nanosecond by using the novelty synchronization method. In addition, an error correction algorithm based on the differential method by using two-order Hanning convolution window has good inhibition of frequency fluctuation and inter-harmonics interference. To verify the effectiveness, error calibration was carried out in the State Grid Electric Power Research Institute of China and results show that the proposed system can reach the precision class up to 0.05. Actual onsite calibration shows that the system has high accuracy, and is easy to operate with satisfactory stability.     

基于DDS技术的可调方波干扰的多功能信号发生器研究

利用单片机控制灵活的特点,采用软件方式实现信号生成和添加干扰.为方便添加方波干扰,系统采用模拟直接数字频率合成(DDS)基本工作原理方法,使用片外存储器替代DDS芯片的ROM波形查询表实现相幅转换.系统采用AT89C51单片机实现数据处理,DAC0832实现D/A转换,采用4×4键盘完成参数设定,液晶12864显示波形参数和操作提示,实现了正弦波、方波、三角波信号生成、幅值和频率调节,方波干扰添加以及各种波形信号的参数控制.