幅值波动电力信号谐波分析的HHT-FFT方法

针对幅值波动的电力信号,提出一种谐波分析新方法——HHT-FFT方法.首先论证了幅值波动是产生间谐波的主要根源,幅值波动也影响整次谐波的幅值和相位的计算.HHT-FFT方法是“HT提取包络——分离包络——工频信号DFT——包络HHT——包络与工频信号合成”的一个迭代过程.该方法排除了整次谐波频谱泄漏产生的虚假间谐波,因此,整次谐波和间谐波的分析结果都更真实、更精确.     

基于αβο坐标变换的变频器同步切换策略

根据感应电动机的定子电压方程和相量图，对大功率电机变频转工频所存在的问题进行了理论分析，进而指出大功率电机变频转工频能否成功，关键在于变频转工频的瞬时工频电源与变频输出电源是否相位一致。并刹用筇口坐标变换，将三相坐标系下的电压幅值及相位转换成两相坐标下的矢量的幅值和夹角，结合空间矢量调制，使变频器能跟踪工频侧的相位、幅值并调整输出，实现变频器输出和工频输出同步，从而实现交流异步电动机在工频和变频两端的自由软切换。     

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。     

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。     

电液伺服试验机方波再现的谐波控制方法

针对电液伺服系统的方波再现问题,提出了一种新的谐波控制方法。该方法通过控制响应信号的每个谐波分量的幅值和相位,以获得期望的周期波形。首先,利用多个谐波近似合成方波,利用Nelder Mead单纯形法对各谐波幅值进行优化。其次,给出了幅值和相位修正方法,其力响应能够与目标谐波参数相一致,其中,响应信号的各阶谐波幅值和相位通过跟踪滤波法计算。最后,将本方法在电液系统上进行了试验,结果表明该控制方法在位移和力跟踪方面均表现出良好的性能。     

一种单相软件锁相方法

在新能源并网发电、FACTS设备控制等应用中,均需要准确检测电网相位,鉴于硬件锁相环灵活性较差,而常规软件锁相环需要对三相信号同步采集,软硬件要求更高。本文提出一种软件单相软件锁相方法,通过周期积分的方法完成二次以上谐波滤除,还可用于提取各次谐波幅值。本文介绍了软硬件实现方法,实验验证了结果的正确性。     

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。     

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。     

频域光学测量系统相位延迟校准方法与系统分析

正频域光学测量系统(见图1)所需光源调制信号(100.001MHz正弦波)及光电倍增管(PMT)的调制信号(100MHz正弦波)均由信号发生器提供。由于这两路高频信号最终将做差频,选取它的幅值与相位作为实验值。本系统采用的信号发生器是泰克公司生产的高频信号源AFG3252,频率范     

基于正负序分离的锁相环

为克服传统软件锁相环(SPLL)在三相不平衡电压条件下,由于负序分量作用导致输出误差角包含的谐波信号,文章提出了对三相电压进行正序负序分离,采用闭环反馈方法,用解耦的方式除去负序分量对输出相位的干扰。通过MATLAB仿真建立锁相环模型,对提出的控制方法在三相不平衡条件下进行了验证,结果表明,该SPLL系统的动态性能、稳态性能比较好。     

基于谐波分析确定加速度计相移方法的研究与试验

论述了一种基于分析绝对法振动激光干涉信号谐波相位确定加速度计相移校准的方法.该方法以绝对法振动校准为基础,以正交输出的零差干涉仪为测量装置,通过直接对一路正交信号进行FT变换,在频域分解成无限个n次谐波,每个谐波的相位是主相位的n倍,选择合适的谐波次数,利用最小二乘法计算出主相位的值.通过仿真与校准试验,与正弦逼近法一致的校准结果证明了该方法的可靠性.本文所述方法的计算简单高效,是校准加速度计相移特性的一种有效的方法.     

离散频谱四点能量重心校正法及抗噪性能分析

在对比离散频谱能量重心法采用不同点数时的频率、幅值和相位校正精度的基础上提出了4点能量重心校正法,推导了高斯白噪声背景下单频率谐波信号采用4点能量重心法进行频率、幅值和相位校正的统计方差公式,通过仿真计算验证了其正确性.分析对比了采用不同点数进行能量重心校正时的优缺点,建议在工程中采用Han-ning窗4点能量重心法进行谐波信号离散频谱校正.     

数字式标准光栅信号模拟发生器

数字式标准光栅信号模拟发生器由中国计量科学院综合技术处研制的数字式标准光栅信号模拟发生器是为检验数显表的各项性能而设计的一种信号发生器，它不仅能提供二个９０°相交的正好信号，而且，信号的频率、相位及幅值均可用面板按键设定，用以模拟光栅不同状态下的输出...     

正切法莫尔条纹信号幅值分割细分的误差分析

提出一种在使用正切法对莫尔条纹信号进行幅值分割细分时的误差计算方法。分析了在信号中含有直流分量、二次谐波噪声及幅值不等、相位不正交误差时,所构造的正切函数相位变化情况。先判断出正切函数相位变化关键点,分别计算其相位改变最大值,以此确定对细分精度影响最大的噪声及误差种类,便于在实际应用中有针对性地对信号进行降噪处理,并计算出细分误差。同时应用MATLAB在理想信号中加入上述噪声及误差,精确仿真非理想信号对细分的影响,绘制出相关图形。     

正切法莫尔条纹信号幅值分割细分的误差分析

本文提出一种在使用正切法对莫尔条纹信号进行幅值分割细分时的误差计算方法.分析了在信号中含有直流分量、二次谐波噪声及幅值不等、相位不正交误差时,所构造的正切函数相位变化情况.先判断出正切函数相位变化关键点,分别计算其相位改变最大值,以此确定对细分精度影响最大的噪声及误差种类,便于在实际应用中有针对性的对信号进行降噪处理,并计算出细分误差.同时应用MATLAB在理想信号中加入上述噪声及误差,精确仿真非理想信号对细分的影响,绘制出相关图形.     

自由振动衰减信号连续谱参数估计新方法

针对自由衰减振动信号的连续谱,提出了一种估计特征参数的方法,将其看成无限长谐波信号与单边指数函数及矩形窗的乘积,由FFT+FT的方法求出峰值处对应的频率、幅值和相位.根据频域卷积定理证明峰值点的频率和相位就是信号的实际频率和相位,依据由卷积关系得出的关于幅值的方程求出校正幅值.仿真表明,无噪声干扰时,频率、幅值和相位的最大误差分别为0,0.7%和3.5°;有噪声时(信噪比SNR=7.3 dB),频率、幅值和相位的最大误差分别为0,4.7%和6.5°,精度仍然较高.相邻频率成分产生严重模态耦合时,不能使用该方法.     

一种基于滑窗TLS-ESPRIT算法的超谐波动态分析方法

提出一种基于滑窗TLS-ESPRIT算法的超谐波动态分析方法。首先,对一定长度的超谐波电压、电流信号施加矩形窗函数,将其截取为等间隔连续的小数据块,对每个小数据块构建空间矩阵并估计超谐波个数;然后,利用TLS-ESPRIT算法估计每个小数据块所含超谐波的频率和衰减因子,再采用最小二乘法估计超谐波的幅值和相位;最后,以三维形式展示超谐波频谱,实现对超谐波的动态分析。数值仿真分析以及2种非线性负荷实测数据验证结果表明:该方法不仅能准确估计出超谐波的个数、频率、衰减因子、幅值和相位等信息,并具有较高的频率分辨率,还能从三维展示中观测到超谐波的时变特性,为深入研究超谐波提供了一种更精确的测量方法。     

D/A转换器建立时间对输出信号质量的影响

考虑D／A转换器建立时间的影响，建立了D／A转换器输出信号波形的新的时域模型。在此基础上，以正弦信号的发生为例进行了频谱分析。发现了建立过程的平滑作用可以明显地削弱信号的谐波分量，并存在一个最佳转换频率，使谐波失真达到最小值。该结果为D/A信号发生器的优化设计提供了参考依据。     

密集频率数字信号的判定和校正方法

数字信号的频谱分析中,DFT只得到的频谱可以粗略确定实验信号各谐波频率,振幅和相位,单频谱谐波在其频率的某一邻域内的细化幅值频谱和相位频谱具有显著的特征,通过分析比较,单频率谐波细化频谱与矩形窗的频谱极其相似,依此为准绳,可以判定密集频率信号,进而通过待定谐波参数,选择合适的参数区间和步长组合循环计算,并用矩形窗频谱近似单频率谐波细化频谱的办法,则可以还原校正密集频率的谐波参数,校正精度略低于细化频谱对单频率谐波的计算结果,该方法可以较好的进行情况多变的多个密集频率频谱分析,越多的密集频谱,需要更大的计算量。     

基于广义谐波小波的工频功率因数测量算法

针对传统功率因数测量方法存在的问题,基于广义谐波小波的优良特性,结合功率因数定义,提出测量工频功率因数的广义谐波小波算法。该算法通过对采样离散化后的电压与电流信号进行工频提取,然后对其进行重构,最终结合功率因数定义来实现。建立算法的数学模型,对其进行仿真分析,最后通过液压系统实验对算法进行验证,提取出完全基于工频的功率因数。分析结果表明:与其他算法特别是与正交小波相比,基于广义谐波小波的工频功率因数测量算法速度快、精度高,测量误差3.5%,具有较好的工程实用价值。