基于FPGA实现高插入CIC滤波器

为了产生调制信号的码元速率能在大范围内实时可变,采用插值滤波技术——多级积分梳状滤波器。在分析多级CIC滤波器的结构和特性的基础上,阐述了一种利用Hogenauer＂剪除＂理论实现多级CIC滤波器的高效FPGA实现方法,并通过XILINX的时序仿真分析验证了该方法的正确性和可行性,实际中可以推广应用。     

实时船舶振动检测系统

为了更好地检测船舶上的振动,本文组建了以CPLD和DSP为核心的检测系统。介绍了系统的网络结构和测量处理单元,着重讲述了基于TMS320F2812DSP的信号处理。本系统通用性好,可靠性高,实时性强。     

基于混合粒子群算法的配电网滤波器优化配置研究

将人工萤火虫算法、禁忌算法与粒子群算法相结合,提出一种混合粒子群算法,并将其应用到电力系统滤波器优化配置中,用于减轻电网谐波污染。建立滤波器的基本模型,以滤波器投资最少为目标函数,采用混合粒子群算法进行寻优,得到滤波器相应优化参数。通过IEEE实例仿真分析,验证了所提改进算法及模型的正确可行性。     

基于萤火虫算法的自动化仓储货位优化分配研究

为解决自动化仪表仓储系统货位优化问题,提出一种基于萤火虫算法的仓储货位优化方法,以仓储货位入库的时间为目标函数,利用最小时间法实现货位的最优分配,通过实际的案例,验证了萤火虫算法在立体表库货位优化中的有效性。     

用时域连续有限冲激响应滤波器进行过零测频的方法

根据时域连续有限冲激响应滤波器的原理设计了短窗窄带带通连续滤波器。该滤波器通过处理输入离散采样信号获得连续信号并抑制谐波噪声,改进了过零测频方法。对含有40%低频和高频谐波的500 kV线路的故障电压进行仿真,试验结果表明当采样数据的窗长为4个工频周期时,该方法的测频误差小于0.05 Hz,且延时仅为2个工频周期,其抗谐波、抗噪声和动态响应特性优于傅氏测频法,能够满足电子式互感器应用环境下实时测频的要求。     

动态相量测量算法等效滤波器研究

指出实现动态相量测量的DPEA、DPEFM和TFDPE算法本质上可视为线性非时变(LTI)系统,推导出各系统等效数字滤波器的表达式,并给出算法的扩展形式。基于滤波器频响特性定义一组技术指标,并建立其与基波扰动、谐波、噪声和衰减直流各因素产生测量误差的对应数量关系。由此,一方面基于滤波器频响特性对测量算法综合性能进行便捷有效的评估,另一方面基于技术指标对扩展算法进行优化,设计出具有最佳频响特性的测量算法。针对P类性能要求,给出了数据窗长为2个和3个周波优化设计结果。技术指标和仿真实验结果表明,在相同数据长度下,优化算法相比原算法在综合性能上有大幅提升,特别是具有了非常强的抗直流干扰能力。     

新型轴向分相磁悬浮飞轮电机及其优化设计

为改善磁悬浮飞轮电机的悬浮和转矩性能,提出一种新型轴向分相磁悬浮飞轮电机及其优化设计方法,在阐述电机基本结构及工作原理的基础上,结合动态双响应面与萤火虫算法对定子齿形参数作进一步优化。首先通过Box-Behnken设计选取代表性的齿形参数组合以建立样本数据空间,并结合多项式响应面法及支持向量机(SVM)建立电机性能响应模型。然后以电机转矩和悬浮出力为优化目标,采用萤火虫算法获取最优齿形参数。有限元仿真结果表明,优化后电机的平均转矩和悬浮力分别提高了37.5％和110.13％,验证了所提结构及齿形优化方法的有效性。     

基于Farrow结构的多径信道小数时延模拟方法

在信道模拟的过程中,为了更加逼近真实的通信场景,信道模拟器需要达到非常高的多径时延精确度,这对信道模拟器的仿真能力提出了更高的要求。信道模型的处理和加载任务通常在数字基带内实现,其时钟分辨率是有限的,需要借助Farrow结构小数滤波器来实现更高时延精度。为实现超高精度的时延模拟,根据信道模拟算法的特点,采取DSP与分布式乘法混用的方式对Farrow结构小数滤波器进行了优化设计。设计方案在创远信科的信道模拟器Pathrrot-X80上执行了验证和测试。结果表明,改进的Farrow滤波器的结构设计大幅度降低了FPGA计算资源的消耗,使得小数延时算法能够在高时延精度和低资源开销之间达到平衡;多径时延精度在低频段的测试结果与理论推算基本吻合,满足信道模拟所期望的0.1 ns的要求;时延精度在高频段与理论推算出入较大,为了达到更好的性能或更小的信号失真,可以考虑提升滤波器阶数,或寻找更优的系数计算算法。     

基于物联网的微网容量多目标优化配置研究

作为分布式电源的良好载体,微网的容量配置是微网运行控制的前提。在总结多种分布式电源基本特性的基础上,考虑供电可靠与安全性、建造与运营成本经济性和环保效益等多个目标的综合效应,利用萤火虫算法对微网容量进行多目标的优化配置。通过算法性能的测试证明,优化设计后的微网系统达到了多目标优化,有效地提高了微网的运行效率。同时,借助物联网技术研发了相应的实现平台。     

考虑频变参数补偿算法的长线距离保护

特高压长距离输电线路的测量阻抗与故障距离不成正比,并且故障暂态过程中谐波丰富,只有计及频变参数的影响,长输电线路距离保护才能够正确地反映故障点位置.为此,根据传输线路方程,在分布参数模型的基础上构造补偿矩阵,利用有限脉冲响应滤波器描述线路频变参数特性.实际应用中,新的距离保护原理由保护安装处的测量电压和电流,利用长距离传输线路精确数学模型计算整定点处的电压和电流,并以此为观测点构造距离保护.仿真结果表明,所提出的算法能够在时域里快速、准确地识别故障位置,有效提高了长线距离保护的性能.     

转子感应电势定向的双馈电机风力发电系统研究

考虑风电系统的工况特点,给出了一种双馈电机的无速度传感器的控制方法,在控制中只需检测转子侧电流电压,转子感应电势定向中应用了线性相位有限长脉冲响应数字滤波器(FIR),在同步速附近实施了不同的控制方法,解决了这种无速度传感器控制方法在工程中的应用问题.仿真和实验验证了该方法的正确性和实用性.     

高频信号注入法测量配电网电容电流及滤波的研究

为解决信号注入法测量配电网电容电流方法的频率选取和工频干扰等问题,分析了高频信号注入法的原理并对高频法进行改进。首先通过注入5 000 Hz高频信号求得电感值,然后通过扫频确定电网谐振频率,根据公式可计算出配电网对地电容值,并在扫频时通过串联电容的方法降低大对地电容系统的电容值,实现大对地电容系统电容电流的测量。同时运用数字信号处理器TMS320F28335,采用有限冲击响应滤波器(FIR)算法实现滤波功能,滤除扫频时注入信号中的工频干扰。通过理论分析和实验验证,该方法能够增加测量对地电容的范围,简化计算,滤除工频信号,使测量时的相对误差均不超过5%。     

计及较大频率偏移的谐波相量测量算法

近年来,电力电子化导致供电系统的电能质量明显恶化,次同步谐振问题时有发生。实现动态谐波相量的广域同步测量,是监测供电系统谐波含量及其动态变化水平,解决上述问题的关键手段之一。然而,频率偏移较大时,现有的谐波相量测量算法难以同时满足准确度高和计算量小的工程应用要求。本文基于香农采样定理对动态谐波相量进行建模,增加频率自适应调节,按信号实际频率确定并选取谐波相量测量滤波器,还依据对模型误差的理论分析,设计各谐波相量测量滤波器的频带宽度,从而提高谐波相量测量的准确度。计算量统计分析和仿真实验结果表明,本文提出的谐波相量测量新算法,不仅计算量小,而且准确度明显高于现有的泰勒傅里叶变换算法,十分适合于工程应用。     

基于重复控制的有源电力滤波器6k±1次谐波补偿

采用重复控制(RC)有利于提高有源电力滤波器(APF)的补偿性能。针对三相整流电路产生的6k+1次谐波为正序量,6k-1次谐波为负序量的特点,提出了dq旋转坐标系下的选择性RC内核,用于补偿6k±1次谐波。为消除该RC内核存在的N/6拍延时不为整数的影响,引入基于Thiran近似法的无限脉冲响应(IIR)滤波器来逼近所需的分数延时特性,提高系统补偿性能。采用重复控制器串联比例—积分(PI)控制器的复合控制结构,并对该复合控制系统进行了理论推导及稳定性分析,进而给出了控制器的详细设计方法。最后通过仿真验证了所提方法的有效性和优越性。     

低光学厚度下差分吸收光谱技术反演算法研究

差分吸收光谱法(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)对大气痕量气体浓度可以实现准确、快速和在线测量。在短光程、低烟气浓度的条件下,该文提出了基于有限冲击响应(finite impulse response,FIR)滤波和蚁群算法的改进DOAS算法,以改善SO2低光学厚度造成的信噪比较低这一情况。算法首先采用FIR滤波算法对光谱进行预处理;之后利用蚁群算法来进行全局寻优求解。通过实验加以验证,在常温常压流动状态条件下,对13.2mg/m3的SO2标准状态气体进行浓度反演。研究结果表明,改进的DOAS算法能较好地消除噪声的影响,提高测量精度,测量误差在10%以内,较传统反演算法有很大提高。     

新型频率自适应复合重复控制及并网逆变器应用

电网频率波动时,系统采样频率与电网频率的比值可能为分数。重复控制(RC)的谐振频率将偏离实际电网频率,系统的谐波抑制能力将大大降低。针对该问题,提出了基于有限脉冲响应(FIR)滤波器的频率自适应复合重复控制方案。该方法通过在线调整FIR滤波器的系数实现分数延迟,使RC的谐振频率近似于电网频率,从而实现系统对电网频率变化的适应。最后,仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

适用于母线保护的电子互感器采样频率转换算法

在电子式互感器应用环境中,母线保护连接不同采样频率的电子式电流互感器（ECT）时,需要将原始采样频率不同的采样数据转换为同一采样频率。文中提出了时域连续有限冲激响应滤波器的概念,并以此为基础构造了连续数字低通滤波器,从电子式互感器输出的离散采样数据恢复出连续信号,重新计算出任意时刻的采样值。用含丰富谐波信号的1 000kV线路故障电流进行的计算分析表明, 4 kHz/2.4 kHz采样频率转换,该算法在数据窗长6个采样间隔（延时为0.75 ms）时,其峰值瞬时值误差均小于0.66%,精度和实时性能满足母线保护的要求。