有源电力滤波器检测滞后补偿误差的分析与建模

分析了DSP数字控制采集处理时间滞后对电力滤波器补偿的影响，论述了时问滞后对补偿结果造成的误差．中由单一失真频率入手，推导出补偿误差理论估计的数学模型，并将其扩展到多重失真频率，导出对确定负载、确定滞后时间的总理论补偿误差的计算公式．用这个公式可以分析由任何因素引起得时间滞后所造成的补偿误差．最后，通过实验对误差模型进行验证．由分析结果表明，时间滞后将在补偿中引起严重的误差；采样频率越低，电力滤波器产生的补偿误差就越大．     

一类摩擦非线性系统的PID控制和摩擦补偿控制的实验比较研究

研究一类高度非线性摩擦特性影响下的控制系统的定位控制问题 .针对负载扭矩变化而造成摩擦特性的变化 ,采用PID控制和摩擦补偿控制对阀控液压马达控制系统的定位控制进行实验对比分析 .实验结果表明 ,常规比例控制由于受摩擦的影响产生较大的稳态误差 ,而积分控制的引入可减小稳态误差 ,但却引起系统产生极限环振荡和较长的调节时间 ;简单的定摩擦补偿在恒定的负载扭矩下可以有效地减小稳态误差 ,但是当负载扭矩大范围变化时 ,稳态定位精度将大大降低 ;基于误差和误差变化的动态摩擦补偿 ,在负载扭矩大范围变化的条件下均获得了高精度的定位控制 .     

适于重复控制固定采样点数的数字锁相方法

针对基于重复控制策略的有源电力滤波器,提出一种基波周期内保持固定采样点数的数字同步锁相方法,推导基于同步旋转变换和PI调节的数字锁相闭环传递函数模型,表明为二阶系统.采用零极点配置方法对其进行控制参数的设计.该方法能够从原理上保证基波周期采样点数不变,满足重复控制策略的要求.给出应用此锁相方法的重复控制有源滤波器补偿效果波形,应证了数学建模和设计的正确性.结果表明,锁相环在电网畸变和不平衡条件下具有优异的鲁棒性和快速性,应用该锁相方法的有源滤波装置具有很高的补偿精度.     

单相有源滤波器的设计与实验

为了消除由电力电子装置产生的谐波,提出了一种基于有功能量平衡控制的单相有源滤波器的设计方法．该方法不需要应用传统的检测方法,只需对电源电流和滤波器直流侧电压进行采样控制即可实现谐波补偿．对方案的双闭环控制系统进行了校正分析,应用Saber仿真软件对该方案进行了验证,并设计了实验样机．仿真与实验结果表明该方法可将谐波畸变率控制在10％以内．     

频率交织ADC系统中的误差研究

由偏置误差、增益误差、时间误差组成的通道失配误差和模拟实现误差是频率交织模数转换器（ADC）系统的两类主要误差源,会对系统全局性能产生恶化影响。该文针对频率交织ADC系统的误差进行了深入研究,研究结果表明引起实现误差的采样滤波器实际工作的频率响应是数学可测的,通道失配误差会造成输出信号频谱有规律地出现杂散尖峰。理论推导和仿真验证均证实增益误差和时间误差引起的输出杂散频率位置相同但相位有差异,而偏置误差引起的尖峰幅值则与输入频率无关,这对开展误差补偿及校准工作具有支撑作用。     

新型串联有源电力滤波器的分析

分析了一种新型的串联有源电力滤波器的工作原理和结构,及影响滤波器实时补偿的因素,并对延时造成的影响进行了仿真。     

单相混合型电力滤波器的研究

针对电气化铁道谐波特性以及无功综合治理要求,设计了一种新型的可以很好补偿由交一直流型电力机车供电系统所产生的无功功率以及谐波电流的单相混合型滤波器（HAPF）,由有源电力滤波器（APF）和无源滤波器（PF）共同组成。通过对此混合滤波器谐波的有关补偿原理研究,制定了一个通过反馈来实现的控制策略。并且基于MATLAB的SIMULINK环境,进行了仿真模型构建,其结果显示此策略有效,HAPF能够很好地改进电气化铁道系统的无功以及谐波。     

交流同步采样精度提高的实用方法

本文针对交流同步采样中被测信号工频周期变化、采样时间间隔非等分等带来的精度降低的问题,从交流采样数据处理的角度提出了一种软件补偿算法,利用该算法得出的补偿系数有效降低采样数据的相对误差。仿真结果表明此法切实可行、算法简单,有效地提高了测量精度。     

Low power time-interleaved 12-bit 500MS／s charge-domain ADC

A feed-forward common-mode(CM) charge compensation circuit and a foreground calibration technique for the high speed charge-domain (CD) pipelined analog-to-digital converter (ADC) is presented to solve the problem that the precision of CD pipelined ADCs is restricted by the variation of the input CM charge and the offset error. The proposed compensation circuit and the calibration technique can compensate the CM charge and errors caused by the variation of the input CM charge and offset respectively. Based on the feed-forward CM charge compensation circuit and the offset error foreground calibration technique, a 12bit 500MS／s time-interleaved CD pipelined ADC is designed and realized in a 1P6M 018μm CMOS process. The ADC achieves the spurious free dynamic range (SFDR) of 775dB and the signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR) of 627dBFS for a 199MHz input at a full sampling rate. The variation of signal-to-noise ratio is less than 3dB for the input CM voltage in the 0 to 12V range. The power consumption of the prototype ADC is only 220mW at 18V supply and occupies the active die area of 624mm².     

一种I/Q失衡误差的估计和补偿方法

零中频架构近年来得到广泛应用,但是该架构中的同相/正交(I/Q)失衡问题严重影响接收信号的质量.通过后端补偿算法消除I/Q失衡是最为有效的手段之一,然而现有文献对宽带系统I/Q失衡中时间失配(TM)误差的研究不够全面.该文建立了一种包含TM误差的宽带I/Q失衡增广误差模型,首先基于数据辅助型方法对失衡误差进行估计,采用...     

利用差动原理和采样补偿提高工作台精度

针对精密定位工作台目前存在的高精度、大行程和低成本难以协调的问题,提出一种差动式结构的工作台,利用动态采样的方法对开环误差进行标定,建立误差模型,通过控制上下叠加的两个工作台差动对系统误差进行动态补偿.研究表明:利用差动原理对误差动态补偿的方法有效提高了工作台精度和系统灵敏度,为微位移机构的设计提供了新的思路和方法.     

并联混合型有源电力滤波器的自抗扰控制策略

为了提高并联混合型有源电力滤波器性能,提出一种基于线性自抗扰的特定次谐波补偿控制策略。通过建立并联混合型有源电力滤波器的数学模型,结合自抗扰控制的特点,将三阶系统控制问题简化成一阶自抗扰控制问题。同时,设计了谐波电流跟踪的一阶线性自抗扰控制器和直流母线电压的双闭环自抗扰控制器。最后通过仿真对比传统比例积分(PI)控制,发现该策略使谐波电流跟踪稳定性更强,直流侧电压超调为0,有效抑制电流和电压冲击,补偿后电网电流谐波畸变率为1.26%。结果表明所设计的一阶线性自抗扰控制策略具有良好的跟踪和抗干扰能力,且算法简单,具有一定的工程应用价值。     

基于FPGA的三相四线制APF数字低通滤波仿真

针对三相四线制APF谐波检测中低通滤波器影响检测精度和补偿效果的问题,分析了数字低通滤波器的类型、阶数、截止频率,采样频率对APF谐波检测效果的影响,选定二阶巴特沃思数字低通滤波器。提出将FPGA用于处理谐波检测,通过改进瞬时无功功率理论的I p-Iq谐波检测方法和合适的低通滤波器配置,解决电网负载不平衡问题。仿真结果表明：采用此方法,时延仅为200ns,对基波没有影响。     

串—并联混合型有源电力滤波器（UPQC）的理论研究

本文针对影响电能质量的各种因素进行了初步的研究,对如何将电能的质量提高进行了简要的分析,对目前电力系统研究的重点——有源电力滤波器的发展历程及研究现状进行了简单的探讨。混合型有源电力滤波器是统一电能质量调节器（UPQC）的一种应用功能,本文重点对它的拓扑结构和补偿特性展开了详细的分析,对UPQC补偿系统中电压及负载电流的过程进行了研究。以主电路拓扑结构为依据,对UPQC的串、并联部分进行了功能分解,建立了各自相应的数学模型。经过研究发现,对电力系统进行准确补偿的前提条件是：将电力系统中的谐波及无功电流精确的检测出来。因此,本文对如何精确检测谐波及无功电流进行了重点介绍。     

感应同步器测角系统误差建模

为了提高测角系统的精度,建立了基于离线数据辨识的误差补偿模型.根据实际测量得到的测角系统在一个机械周期内(0°~360°)的全零位误差数据和多个检测周期内的细分误差数据,提出了一种基于FFT分析结果与误差机理模型相结合的建模方法,利用测角系统的误差与感应同步器自身误差之间具有强相关性的特点,用离线数据辨识的误差模型对在线数据进行实时补偿.仿真结果表明,建立的零位误差和细分误差补偿模型将测角系统的全误差从±15″减小至±2.″与传统的误差模型比较,该模型适用性广,有较高的补偿精度.     

基于卡尔曼滤波和随机逼近的模拟器时间延迟补偿方法

针对飞行模拟器的时间延迟补偿问题,采用卡尔曼滤波和随机逼近的方法,提出了自适应遗忘因子卡尔曼补偿法和自适应遗忘因子随机逼近补偿法,这2种方法通过预测偏差动态调节遗忘因子的大小,可以提高预测精度并减小预测偏差;在2种补偿法的收敛矩阵初始值中引入调节参数,避免了初始值发生奇异现象;并且与改进的McFarland补偿方法进行了比较.结果表明,这2种方法的预测偏差分别小于相对应的改进的McFar-land补偿方法的预测偏差,且自适应遗忘因子卡尔曼补偿法是4种方法中最优的补偿方法.     

数字化B超中的频率补偿滤波

超声在组织中的传播会随着频率和深度的不同产生不同的衰减。该文在建立超声回波信号的数学模型基础上设计了一种补偿频率衰减的滤波器,有效补偿了超声信号在传播过程中由于频率升高、深度增加而变大的吸收衰减。并且将频域运算移植到时域进行,从而避免了大计算量的时频变换。同时融入动态滤波技术,根据不同深度选择了不同的通带范围,有效地保证了信号的信噪比。     

五轴机床旋转轴几何误差分析与补偿

五轴机床旋转轴之间装配所导致的位置无关几何误差（PIGEs—Position independent geometric error）是决定机床精度的关键因素,如何量化PIGEs对位姿精度的影响程度以及误差项之间的耦合作用强弱,从而合理地确定补偿值的权重系数是目前机床误差补偿技术所关注的热点问题。为降低五轴机床装配导致的PIGEs对机床精度的影响,首先,基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了混合式五轴机床几何误差综合模型,表征了空间误差向量与几何误差项之间的映射关系。其次,考虑几何误差的分布特性,引入Morris全局灵敏度分析方法量化几何误差的作用效果及误差参数间的耦合强弱,通过灰色关联度分析表征误差的敏感性系数与位置向量、姿态向量间的关联程度,基于分析结果确定位置无关几何误差补偿值的权重系数。最后,以摆头-转台为特征的混合式五轴机床为例,进行基于球杆仪(DBB-Double ball bar)的几何误差测量辨识实验,利用辨识值进行虚拟圆锥台轨迹测量、误差补偿和复杂曲面零件加工实验。结果显示：十项几何误差对姿态误差的直接作用效果最为明显,利用基于敏感性分析的修正补偿值进行误差补偿后,虚拟圆锥台测量轨迹的半径偏差减小了65.1%,圆度误差降低了58.8%。基于误差分析实施误差补偿后,“S”型工件的轮廓精度平均提升了49.9%,误差补偿结果验证了误差分析结果的准确性和有效性。     

有源电力滤波器(APF)滤波特性仿真结果的研究

在电力系统三相负荷不对称、控制器参数不精确及系统负荷突然变动的条件下,对有源电力滤波器的滤波效果进行了仿真研究．采用一阶预测算法计算出逆变器的理想输出电压,对逆变器各桥臂上的开关元件采用提出的新型脉宽调制（ Ｐ Ｗ Ｍ） 控制．结果表明：有源电力滤波器对严重畸变的电源电流具有良好的补偿;当滤波器交流侧的电感与参与滤波器理想输出电压计算的电感稍有不同时,滤波器仍有较好的补偿效果,补偿后的系统电流总畸变率小;对电力系统中的波动,快速变化的负荷,有源电力滤波器能够进行动态补偿     

串联型有源电力滤波器的双闭环控制策略

针对轻载条件下串联型有源电力滤波器的补偿要求，分析了前馈控制策略的不足之处。提出了一种双闭环控制策略，这种控制策略控制下的有源电力滤波器具有对负载的适应性好，抗干扰能力强的优点，且内环电流反馈能够明显改善滤波器的补偿特性。仿真结果验证了双闭环控制策略优良的控制及补偿特性。