基于虚拟仪器技术的三相工频谐波信号发生器的设计

介绍一种基于虚拟仪器技术的三相工频谐波信号发生器,该信号发生器采用美国NI公司的Lab-VIEW软件编程,可产生六路工频三相正弦信号,每路信号能够叠加2—25次谐波,具有基波幅值、基波相位、各次谐波的幅值和相位均可调等功能。     

基于实测相电流的永磁同步电机转矩波动阶次来源分析及幅值预测EI北大核心CSCD

由于转子磁场非正弦分布、定子开槽及电流谐波等因素影响,轮毂永磁同步电机输出转矩中存在波动,驱动转矩波动将给轮毂电机驱动车辆带来振动噪声问题。为分析各因素对转矩波动的贡献及影响机理,通过转鼓倒拖试验实测了电机空载反电动势,进而确定了转子磁场分布情况及转子磁通系数;通过电机驱动转鼓试验实测了电机三相负载电流信号,发现电流中存在丰富的谐波成分并确定了谐波幅值及初始相位;考虑转子磁通和相电流谐波解析推导了电磁转矩表达式,分析了转矩波动阶次来源并根据电流谐波幅值和相位规律预测了各阶次幅值大小,进而确定了转子磁通谐波和电流谐波对转矩波动的贡献;通过实测的振动加速度信号间接验证了转矩波动阶次分析及幅值预测的准确性。结合试验和理论准确分析了轮毂电机转矩波动的全貌及其来源,为电动轮系统的振动优化提供了方向。     

利用虚拟仪器实现角速度波动率的采集和处理

利用NI 的PXI-6281高速数据采集卡来完成角速度波动信号的采集,借鉴信号失真度的概念,分析角速度反馈信号的基波和高次谐波大小,求取高次谐波与基波幅值比,作为角速度波动率.     

基于最小二乘法的电力系统谐波与间谐波检测方法

为能够对电力系统中谐波与间谐波信号进行精确的检测,提出一种基于最小二乘法的谐波与间谐波检测方法。首先从数学理论和工程应用论证该方法在谐波与间谐波检测中的可行性。该方法用最小二乘法对被测信号进行函数拟合,通过拟合函数的系数实现谐波与间谐波的检测。通过对实际应用中典型信号的Matlab仿真表明,该方法能够准确检测谐波与间谐波分量的频率、幅值和相位角,且计算量较小。通过对标准IEC 61000-4-7中两种典型情况的分析表明,该方法能够为需要精确测量谐波与间谐波分量的场合以及未来IEC 61000-4-7的修订提供一种可选择的方法。     

基于约瑟夫森量子电压的谐波电压测量方法研究

约瑟夫森量子电压目前大多应用于正弦信号的测量,极少有针对谐波信号的研究。对可编程约瑟夫森电压基准应用于谐波检测的可行性进行了研究,实现谐波电压向量子电压过渡。在使用阶梯波交流量子电压进行谐波电压测量时,由于过渡过程和吉布斯现象的存在,部分数据出现较大波动;若将该部分处于过渡过程的数据纳入傅里叶变换,会导致恢复得到的信号幅值和相位失真。针对这一问题,提出了一种新的谐波电压计算方法:加权傅里叶变换。该方法通过将处于过渡过程的数据权重置零的方式,实现了谐波电压的准确测量。实验结果表明,谐波电压幅值和相位测量结果较理想,幅值测量标准差均小于1 μV,相位测量标准差均小于15 μrad。     

基于实测相电流的永磁同步电机转矩波动阶次来源分析及幅值预测

由于转子磁场非正弦分布、定子开槽及电流谐波等因素影响,轮毂永磁同步电机输出转矩中存在波动,驱动转矩波动将给轮毂电机驱动车辆带来振动噪声问题。为分析各因素对转矩波动的贡献及影响机理,通过转鼓倒拖试验实测了电机空载反电动势,进而确定了转子磁场分布情况及转子磁通系数;通过电机驱动转鼓试验实测了电机三相负载电流信号,发现电流中存在丰富的谐波成分并确定了谐波幅值及初始相位;考虑转子磁通和相电流谐波解析推导了电磁转矩表达式,分析了转矩波动阶次来源并根据电流谐波幅值和相位规律预测了各阶次幅值大小,进而确定了转子磁通谐波和电流谐波对转矩波动的贡献;通过实测的振动加速度信号间接验证了转矩波动阶次分析及幅值预测的准确性。结合试验和理论准确分析了轮毂电机转矩波动的全貌及其来源,为电动轮系统的振动优化提供了方向。     

应用Hilbert变换和ZFFT提取变速器齿轮故障特征

变速器故障齿轮振动信号,调幅现象和调频现象同时存在,其频谱中包括啮合频率及其谐波、调制产生的耦合频率。Hilbert变换无法提供足够高的频率分辨率解调低频调制信号,为此提出复调制细化谱分析方法。通过变速器齿轮故障模拟实验,采集齿轮正常、轻微磨损和严重磨损时的稳态振动信号,对其进行Hilbert变换得到信号的包络,对包络信号进行复调制细化谱分析,得到齿轮轴转频基波及其谐波幅值。随着齿轮磨损程度的增加,齿轮轴转频基波及其谐波幅值明显增大,可作为齿轮磨损故障特征参数。     

改进的谐波小波包变换及其在弱故障特征提取中的应用

通过引入频谱幅值修正系数改进了通常的谐波小波包变换。改进的谐波小波包变换使得信号分解前后各子带的频谱幅值保持不变,能精确提取相应子带故障调制信号的强度与频率,为机械故障诊断带来了方便。仿真实验和轴承故障诊断实例不仅表明谐波小波包具有一般正交小波包无法比拟的完美的带通滤波性能和极强的微弱特征信号提取能力,而且还表明改进的谐波小波包变换确实使得信号分解前后各子带的频谱幅值保持不变,能精确提取相应子带故障调制信号的强度与频率,有一定的工程应用价值。     

二冲程柴油机瞬时转速法诊断机理研究

为了探究瞬时转速法的诊断机理,以5S50ME型二冲程柴油机为研究对象,测得柴油机在正常状态和故障状态时不同工况下的瞬时转速信号,得到不同工况下瞬时转速的变化规律,在此基础上,通过分析各工况下的瞬时转速波形图和频谱图,提出谐波幅值比和波动率峰值两种能有效反应柴油机故障状态的特征参数。以5缸机为研究对象,若1次谐波分量和5次谐波分量的谐波幅值比大于某一阈值,则说明柴油机存在单缸故障,并且故障缸为波动率峰值最小的缸。     

ICA在工频通信谐波干扰抑制中的应用

双向工频通信系统是一种基于配电网的通信系统。通信信号在配电网中的传输,其背景信号中含有大量的谐波成分,给通信信号的检测带来极大的困难。本文根据双向工频通信的信号特征,提出了基于独立分量分析的谐波抑制新方法。该方法在消除谐波干扰的同时,有用信号成分几乎不被破坏。     

改进EMD端点效应电力系统HHT谐波检测研究

为对电力系统谐波进行有效的检测,提出一种改进的基于镜像延拓的方法对信号数据边界进行端点处理。通过对端点和极值点的判断比较来选取镜面进行延拓,按照包络原则对延拓之后的信号进行经验模态分解(EMD),并得到IMF分量。仿真实验结果表明:改进后的方法幅值及频率检测准确度明显优于改进前,能够有效改善EMD端点效应,准确快速地分解出各种模态的谐波,适用于电力系统谐波的检测。     

闭合型疲劳裂纹的亚谐波损伤识别方法EI北大核心CSCD

近年来结构健康监测与损伤识别研究中广泛采用非线性振动与非线性超声方法。由于作动器和测试设备环节产生的超谐波成分作为背景噪声掩盖了损伤信号,降低了信噪比,利用亚谐波信号成分来识别闭合型疲劳裂纹。建立了闭合型裂纹的单自由度定性模型,分段迟滞型作用力模拟了裂纹界面间的相互作用以及裂纹张开与闭合过程,研究了产生亚谐波的激励频率和激励幅值条件,讨论了模型参数对亚谐波产生的阈值影响。利用压电作动器/传感器进行了铝制裂纹梁损伤检测实验,得到了裂纹损伤亚谐波识别的激励电压与频率的范围。数值仿真与实验结果表明了闭合型疲劳裂纹的亚谐波损伤识别方法的有效性。     

谐波小波在发动机振动信号分析中的应用

在分析了经典谐波小波和广义谐波小波两种谐波小波特点的基础上,提出了两种谐波小波在发动机振动信号分析中的不同应用.仿真试验表明经典谐波小波对信号幅值的变化十分敏感,适合检测信号中的奇异点;广义谐波小波有良好的滤波特性,可以检测并提取出振动信号中的微弱信号.     

基于生成微分方程的行星齿轮箱故障振动信号解调分析

行星齿轮箱振动信号具有明显的调制特点,幅值解调和频率解调分析能够有效提取其中的故障信息。生成微分方程(GDE)方法可以估计调制信号的幅值包络和瞬时频率,实现解调分析,但该方法需要信号满足单分量要求。实际行星齿轮箱振动信号通常由复杂多分量成分组成,为实现信号的幅值解调和频率解调分析,应用经验模式分解(EMD)将信号分解为单分量本质模式函数,基于生成微分方程计算瞬时频率和幅值包络,根据瞬时频率的波动特点选择本质模式函数作为敏感分量,由敏感分量的包络谱和瞬时频率的Fourier频谱识别故障特征频率。通过行星齿轮箱故障模拟实验数据分析验证了解调分析方法的效果。     

偏振分光镜旋转角度误差的确定

偏振分光镜存在旋转角度误差是引起激光外差干涉非线性误差的来源之一.提出了一种确定激光外差干涉偏振分光镜旋转角度误差的方法.通过分析偏振分光镜旋转角度误差在其它条件下对激光外差干涉非线性误差的影响,得出偏振分光镜存在的旋转角度误差将极大地增加非线性误差的一次谐波,但改变二次谐波很小.对光电接收器输出信号进行频谱分析,分离出激光外差干涉非线性误差的一次谐波和二次谐波,通过测量非线性误差二次谐波相对测量信号的大小,通过应用非线性误差二次谐波幅度比值与偏振分光镜旋转角度误差之间的模型,确定偏振分光镜旋转角度误差.实验结果表明,应用该方法能够得到偏振分光镜的旋转角度误差,从而为调整偏振分光镜提供了实验依据.     

电力系统谐波对电能计量的影响分析

电力系统中,非线性负载会引起交流正弦波畸变产生谐波,污染工频电网.本文对非正弦波有功电能正确计量,电子式电能表在含有谐波的电能计量中产生误差的原因进行了分析,并对电子式电能表的谐波影响检定方法作了介绍.     

谐波与间谐波对电能计量误差影响研究

谐波和间谐波是电力系统的常见干扰,定性、定量评价谐波、间谐波对电能表计量误差的影响,对于完善电能表设计、检测体系具有重要的意义.该文从R46电能表国际建议的相关要求出发,首先定性研究谐波与间谐波对电能计量误差的影响,分析R46国际建议对谐波与间谐波测试信号波形参数的要求;然后提出基于直接数字频率合成的间谐波测试信号生成...     

基于人耳听觉特性的信号显著图计算方法研究

信号的幅值突变往往蕴含着设备的故障信息,为明确产生幅值突变的时频区域,基于听觉系统的信息处理机制,提出了一种信号显著图计算方法。首先,对信号进行带通滤波、相位调整、半波整流等听觉外周处理,然后,提取处理结果的一次或多次包络信息,并对包络信息进行多尺度二维滤波。继而,利用中心-周边差算子得到信号在不同尺度下的局部显著度,最后,对局部显著度进行跨尺度整合和线性合并得到信号的时频显著图和全局显著图。仿真和实验结果表明,该方法适用于振动信号和语音信号,可以清晰表征幅值突变的时频区域,并可抵抗一定的噪声干扰,具有一定的有效性和实用性。     

住宅配电系统的谐波特性研究

住宅配电系统谐波主要来源是住宅的非线性用电设备.运用实验方法,对典型住宅非线性用电设备进行谐波测试,提取其特征,建立了典型住宅非线性用电设备的谐波电流源模型.提出了基于谐波幅值特征、反映谐波贡献大小的非线性用电设备谐波等效贡献指标,以及基于谐波相位特征、反映谐波分散效应的非线性用电设备谐波兼容性指标.根据该类用电设备实际使用时的组合方式,对不同用电设备组合的集合谐波特性进行比较分析,得到不同用电设备组合时可能的谐波电流总畸变率变化范围,得出3次谐波是组合谐波总畸变率的主要贡献者的结论.对实际运行的住宅配电系统的监测结果,证明了上述结论的正确性.     

多元非线性用户交互影响下谐波责任量化方法

现代电力系统呈现出多元非线性用户交互影响的特性,使得背景谐波波动加剧.加之新型电力电子设备的广泛接入使各谐波源之间的谐波发射特性具有一定的关联性,谐波责任量化问题的求解迎来新的挑战.为此,提出一种基于稀疏分量法的谐波责任量化方法,通过小波包变换生成稀疏字典,将其同时作用于源信号与观测信号以使源信号稀疏化,并使测得谐波电...