光伏发电并网系统的检测电路设计

本文主要介绍的是以16住单片机SPMC75F2413A为控制核心的光伏并网系统的各种检测电路.为了实现可靠并网采用软件锁相技术使输出电压同步跟踪电网相电压的频率和相位,系统在实现太阳能电池最大功率点跟踪的同时,在内部形成欠压和过流的保护作用.能实现可靠并网得益于系统能实时准确地检测电网电压的频率和相位、太阳能电池输出电压和电流、电网电压和负载电流.     

基于阻抗匹配的超声手术刀频率跟踪方法研究

随着科技的发展,超声手术刀在医疗上的运用越来越广泛。在实际应用中,为了让超声手术刀的换能器能尽可能高效率地将电能转换成机械能,利用并联阻抗匹配实现了超声手术刀的阻抗匹配,让超声手术刀的换能器呈现纯阻抗,从而使换能器的输出功率最大,并且减少了换能器的发热,延长了使用寿命。另外超声手术刀的换能器在使用过程中,换能器的各项参数会随着温度以及环境等发生改变,因此设计了一种针对换能器的谐振频率进行变频的频率跟踪方法,通过对电流和电压的相位差进行跟踪,然后送入到FPGA进行运算,得到一个相位差,当相位发生偏差的时候,则采用一个变频公式调整输出频率,从而达到频率跟踪的效果。通过实际验证,所设计的超声手术刀阻抗匹配和频率跟踪方法可以很好地实现在不同负载下的频率自动跟踪,并且运行可靠。     

金贺荣 郑德忠 何 群

针对应用虚拟仪器技术测量旋转动力机械扭矩的原理与算法进行了研究,提出一种频率跟踪基于相位差测量扭矩新方法.通过相关法相位差测量算法获得扭转角大小,实现了扭矩的测量,利用相关和正弦函数的一些性质,使部分噪声分量被有效地与有用信号相分离,从而提高了抗随机干扰能力和测量的准确度.运用广义预测方法,使采样频率跟踪被测信号频率的变化,实现整周期采样,保证测量精度.这种测量方法以灵活的软件功能代替固化硬件,提高了系统的可靠性和测量精度.     

一种超声波电源的频率搜索与跟踪系统的设计

对于多峰超声振动系统工作过程中存在的频率漂移问题.采用传统单一的相位法或电流反馈法进行频率跟踪.存在频率跟踪范围较窄,可靠性较差等不足;为了解决多峰超声振动系统的频率搜索和频率跟踪的困难性,研究了多峰超声振子的电流与电压的相位关系、电流变化趋势和电流大小,以及三者的关系,确立了相位和电流双参数联合控制的方法,设计出相应的控制算法和电路系统,并在自制的超声塑料焊接电源上进行频率搜索和频率跟踪实验;实验结果表明双参数频率搜索与跟踪的方法是可行的.     

基于FPGA高速数据采集的电化学阻抗分析仪的研制

以FPGA、C8051f单片机及高速AD/DA转换器、DDS信号发生器、频率响应分析器配合恒电位仪,设计一套包括正弦波输出、高速数据采集、实时图形显示的电化学阻抗测试系统.系统采用数字相关算法来测量电压与电流信号的相位差和幅值,提高测试精度,通过双通道信号积分和自动去偏置电路,极大地提高信噪比.通过试验发现,所设计的仪器与国外同类型仪器的测量结果几乎一致.并较后者具有更宽的频率分析范围.     

三相电压不对称系统的谐波和无功电流检测

三相电网电压不对称时存在相位差,会影响电网运行的安全。为了对谐波的实时性及精度进行检测。提出一种改进的dq坐标变换的谐波和无功电流检测法:即用得到的对称性较好且频率与电网电压相同的基波正序电流或基波正序有功(无功)电流代替电网电压进行锁相得到dq变换所需的正余弦信号,避免了三相电压不对称带来的检测精度和实时性问题。利用MATLAB/SIMULINK仿真软件进行建模仿真,仿真结果表明,提出的方法提高了检测的精度和实时性,同时具有良好的动态响应速度及跟踪性能且实现简单、运用灵活。     

基于LPC1114的加窗差值FFT算法的谐波检测设计

该文设计了基于LPC1114的谐波检测系统。利用芯片内置的A/D转换器对电压和电流信号进行高精度采样,根据加窗插值FFT算法对采样的数据进行分析,得到电压和电流信号的基波相位差以及各次谐波的幅值和频率。实验结果表明,本设计具有硬件实现简单、检测精度高等优点。     

基于FPGA的感应移相式扭矩测量系统

扭矩测量装置的研制是建立机械传动系统保障体系的关键技术之一,设计了一种基于FPGA的感应移相式扭矩测量系统.系统由感应移相式扭矩传感器和基于FPGA的信号处理器两部分组成,扭矩传感器由励磁绕组建立脉振磁通,通过电磁耦合和外接输出电路参数的合理匹配,将负载扭矩转化成励磁电压和输出电压的相位差;FPGA对两路信号进行采集,并采用高频脉冲对两路信号的相位差进行插值,将其转化成脉冲数,处理后即可得到精确的相位差.最后采用高精度扭力扳手对传感器进行了标定,实验结果表明测量系统的相对误差约为0.51%,迟滞误差约为0.6%,线性误差约为0.57%,重复性误差约为0.84%.     

高精度数字式相位差测量系统设计

在测量各种双口网络电路的频率特性时,需要对它们的输入与输出信号之间的相位差进行准确测量,针对采用示波器测量相位差误差较大的问题,提出一种能对信号相位差进行高精度测量的设计方案;系统采用过零鉴相和填充计数的测量原理,利用可编程逻辑器件的高速运算能力对高速脉冲计数,由单片机对工作电路进行协调控制和数据处理显示;同时设计高精度相位差可调的直接数字频率合成信号源对系统进行测试,实际测试结果显示,系统对相位差的测量精度高,最小测量精度可达0.1°,并实现宽频率范围的相位差测量;系统在实际应用中测量结果准确、稳定、可靠.     

混合控制的微能网无功补偿和谐波消除

在微能网系统中,由于负载的非单一性和负荷的时变性,系统中有大量的谐波和无功功率的损耗,使得系统能有效地治理谐波和对无功功率进行有效的分配.基于上述背景,提出了采用电压模块和电流模块的控制方法.其中,电压控制模块能很好地对有功功率进行调整,并对电压、频率进行误差调整;电流控制模块相比电压控制模块,能很好地消除谐波.该控制...     

高频信号相位控制信号获取方法的研究和实现

在现代自动控制领域,低频相位的实时控制系统不论在理论还是在实践上都已经很成熟,而在高频和射频领域,其相位的测量和实时控制信号的获取却是个问题;在对低频相位测量及控制信号获取方法的研究上,提出了该基于晶体管阵列的高频相位控制信号获取方法及其实现电路,该方法可以实现对高频信号相位及相位差的连续测量同时具有较高的精度和较好的工作速度;而且该电路将相差信号转化为直流电压,便于直接控制后续的移相电路.     

基于FPGA的高精度频率计

为了满足硬件工程师对高精度和高带宽测频仪器的需求,设计一种基于FPGA的高精度频率计。频率计包括外围的电压跟随电路和串口通信电路以及FPGA上的分频器模块、频率计量模块和串口通信模块,并使用Altera公司的Cyclone Ⅳ芯片作为控制核心。首先待测信号经过电压跟随器的稳压和隔离,然后将稳压信号接入分频器模块,分频器模块会把频率信号以1 kHz为界限分为低频和高频信号,并对低频信号和高频信号分别采用周期测频法和脉冲计数法测频。测量的频率数据可实时通过串口上传至上位机。经过测试,频率计能够实现1 Hz的精度、200 MHz的测频带宽以及多通道检测。     

基于跟踪微分器的基波测量方法研究

电网基波参数特别是基波频率在谐波分析与治理中具有重要的地位,也是电能质量、电能计量以及电力系统控制等领域的重要技术指标。在非同步采样情况下,针对基于频域法测量基波频率存在频谱泄露现象和测算精度不高的问题,提出了基于跟踪微分器(Tracking Differentiator,TD)的基波参数时域测量方法。该方法的主要思想是将检测到的基波信号通过TD来获取基波跟踪信号及其微分跟踪信号,再通过这两个信号的最大幅值即可获取基波的幅值、频率和初相位参数。仿真结果表明,本文方法只需要60%额定工频周期窗口的样本数据即可获得较高精度的基波参数测算值,是一种有效的基波参数测量方法。     

智能宽带信号检测系统

为了能够准确的测量信号的参数,设计了一种宽带交直流信号检测系统,该系统的控制芯片采用的是STC12C5A32S2单片机.首先,信号采集电路采集到的信号经交直流测量电路进行处理;然后,通过分压和自动增益放大电路等处理后,在频率和相位检测电路中测量信号的频率和相位;最后,在液晶显示器上显示待测信号的幅度、相位和频率等信息.在实验中,测量了频率为0-20KHz的不同幅度信号,实验结果表明,在低频情况下测量误差可以忽略,在高频信号测量时的测量误差小于1%.     

复电阻率测井仪中信号检测算法的研究

现代油田电测井法技术,通常只能测量井下地层电阻率值而不能测量地层相位差信息,因而影响了对地层含油饱和度的评估。复电阻率相位检测技术是目前复电阻率测井技术的一个主要的发展方向。本系统对经过地层的测试电压和电流信号进行采集及检测,并且将检测的信号经数字化处理后,从而获得地层复电阻率值。测量结果反映了在不同频率的地层测试信号下地层含油饱和度的情况,弥补了常规含油饱和度测井系列的不足。重点介绍了改进的检测复电阻率测井中信号相位差和幅度等参数的测量方法,并详细分析了影响测量精度的主要因素。在此基础上实现了数字化的复电阻率检测系统。     

基于频率跟踪插值抽取法的电参量计算

在智能化采集控制单元的采样频率被固定的情况下,如果电网信号频率发生偏移,计算电参量有效值就会发生频谱泄露和栅栏效应,导致测量精度不高、误差较大,频率跟踪插值抽取法则可以克服因为信号频率偏移后出现的一系列问题。通过实例仿真结果表明,该方法在频率偏移情况下,能保证电压、电流有效值计算精确,低次谐波分析准确。并给出了该算法的运用前提条件和信号实际频率的测量方法,从根本上解决了频谱泄露和栅栏效应的问题。     

励磁调差单元对发电机频率响应特性的影响分析

发电机的频率响应特性是电力系统稳定器的参数整定的重要依据,为优化参数整定,维护电力系统安全稳定运行,对引入调差单元的发电机的频率响应特性进行研究.通过分析负载电流极性、调差系数及调差极性改变时励磁系统测量电压的变化特性,采用戴维南电路对自动励磁的作用进行等效研究,并对不同调差方式下发电机的频率响应特性进行了仿真实验.理论分析与仿真结果表明,调差单元引入后测量电压的改变会影响同一频率下发电机机端电压的幅值和相位,且调差单元在低频段对发电机频率响应特性的影响较为明显,因此具有一定的工程应用价值.     

基于李萨如分析法的微型传感器系统

针对变压器成套的电压电流传感器测量输出值均较大、不便测量的缺陷,使用应用于三相智能电表中微型电压传感器与微型电流传感器构建李萨茹图分析法的工频信号传感器微系统,可实现将PT与CT测量值精确转换为适于处理的较小值.此微型系统测量精度高,额定工作频率、电压和电流可与变压器成套PT和CT相配合,便于采集卡对数据进行采集.     

基于单相高频电压法的永磁直线电机的功率角测量

为了解决低速和零速时永磁直线电机功率角的测量以及消除采用机械型传感器带来的安全、可靠性方面的问题,提出了基于单相高频电压注入法的永磁直线同步电动机功率角测量方法。在永磁直线同步电动机单相绕组中持续注入高频电压信号,通过检测得到高频电流信号,进而利用半周积分算法得到该电流的幅值,并利用永磁直线同步电动机的电流-电感-功率角之间的解析方程,获取电机的功率角。实验表明,该方法可靠性高、实用性强,且精度能够满足要求,适用于包括零速在内的永磁直线电机功率角的测量。     

基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法

针对传统全球定位系统(GPS)接收机在高动态环境下跟踪性能不理想,提出一种基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法。利用锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的方式代替传统单一跟踪环路,通过卡尔曼(Kalman)滤波器对接收机各跟踪通道中频信号进行综合处理。根据多条跟踪通道的伪距和伪距率残差对系统状态参量进行综合估计,并搭建Kalman滤波器的状态方程和量测方程,给出了跟踪环路反馈量,与传统标量跟踪模式下的跟踪性能进行了对比。仿真结果表明,基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法进入稳态时间减小了100 ms,位置误差精度提高了5 m,速度误差精度提高了近3 m/s,在接收机用户快速运动的环境下,能够很好地处理高动态信号。