光学电流互感器中微弱信号检测的仿真与分析

根据光学电流互感器的结构和原理可知,通过缩短传感部分磁光材料的长度可以提高OCT的长期运行稳定性,但在这种情况下,反映电流信息的微弱光电信号将会淹没在强噪声背景中,降低了光学电流互感器的测量精度。针对该问题,提出了采用数字式锁定放大器在该光学电流互感器中进行微弱电流信号的检测,并在Labview平台的基础上进行了仿真,仿真结果证明,本论文所提出的方法极大地提高了OCT的测量精度。     

自适应光学电流互感器的光学传感微弱信号检测方法

准确度和稳定性是光学电流互感器(OCT)的主要性能指标.文中在自适应光学传感器的基础上进行研究和改进,提出采用新型的稳定性高的传感头设计与锁定放大器进行微弱光电信号检测相结合的方法,即在磁光传感系统中采用螺线管聚磁光路结构,并缩短磁光传感材料,提高OCT的长期运行稳定性,信号处理部分采用锁定放大器和与传统电流互感器互补结合的方法综合提高OCT的暂态和稳态准确度.最后通过虚拟仪器LabVIEW对检测系统进行仿真实验.     

基于锁定放大器的光学电流互感器的研究及应用

随着电力系统的发展,传统的直流互感器因为种种缺点已经难以适应超高压直流测量的需要.光学电流互感器自问世以来,以其无饱和、高绝缘、抗电磁干扰等诸多优点成为传统电磁式电流互感器的替代产品.但长期以来因种种不利因素的困扰OCT的实用化迟迟没有提上日程.本文针对提高光学电流互感器的输出信噪比展开研究,分析OCT的信噪特性,进行...     

比较式光学电流互感器的信号解调

长期稳定性是光学电流互感器(OCT)实用化的关键问题之一.比较式OCT在传统OCT的基础上,引入永磁体产生的恒定磁场作为参考磁场,通过将被测电流磁场与参考磁场相比较得到最终的电流测量结果,实现了对光学传感头的Verdet常数和线性双折射的同时补偿,使OCT的实用成为可能.针对新的传感头结构,设计了全新的双光源双输出信号解调方式以及基于此原理的信号解调系统.初步的线性度试验结果验证了该解调方式的正确性,同时也表明所设计的比较式OCT满足IEC标准规定的0.2级电子式电流互感器的精度要求.     

光学电流电压互感器的发展述要

一、概况电流、电压互感器是为电力系统进行电能计量、检测和继电保护,提供电流、电压信号的重要设备。长期以来电流、电压互感器均按铁心+线圈+绝缘这样一个模式设计制造,这也与所使用的测量和保护元件直接相关。遵循的标准是GB-1208、GB—1207(等效 IEC60044-1、IEC44-2)称之为传统的电磁式互感器,使用面颇广。随着电力工业的飞速发展,电力传输的容量和电网电压的不断提高,发电、变电、输电、供电系统自动化程度的提高,管理模式已进步到少人,无人值班的智能化管理,自动检测,自动打印,制表     

光学电流互感器实用化技术研究

本文研究光学式电流互感器的实用化技术，研究中采用了一种光路闭合、对外界杂散磁场及载流导体位置变化不敏感、保偏性能好的新型传感头结构；提出了一种采用单光路，在线路正常时进行电流测量，在故障时进行保护计算的信号处理系统设计方法。     

光学电流互感器的关键技术

通过对光学电流互感器(OCT)的2种主要类型磁光电流互感器(MOCT)和光纤电流互感器(FOCT)的原理介绍和详细分析,指出MOCT的光学传感头加工、测量受光功率波动的影响,分析了FOCT光纤器件的非理想偏振特性,以及光纤材料的Verdet常数的补偿等关键技术和存在问题.MOCT、FOCT共同存在小电流测量时信噪比较低的问题.     

用于计量的光学电流互感器信号处理方案的分析与比较

计量用光学电流互感器的信号处理电路的基本功能是检测出法拉第偏转角的大小,补偿光源光强涨落对输出信号的影响,带通滤波以提高系统输出信噪比及将输出信号放大到规定的幅值。本文分析了比较了三种常用的信号处理电路的性能,为信号处理电路的选择提供了依据。     

实用化光学电流互感器

光学电流互感器与传统使用的电磁式电流互感器相比，在频带宽、响应速度快、绝缘相对简单等方面有突出优点。然而，光学电流互感器要在电力系统中长期稳定运行，尚需解决一些实际存在的困难。本文论述了光学电流互感器作为计量与保护用时，光路、电路的选择问题；由于温度、振动引起双折射，使光学电流互感器灵敏度变化以及如何克服等实际问题。     

弱导航信号捕获技术仿真分析

捕获是GNSS接收机信号处理的关键部分,在低信噪比条件下普通的捕获算法不能实现理想的捕获效果。介绍了导航信号的特点及低信噪比条件下的捕获思想和方法,分析了相干积分、非相干积分及二者相结合的原理以及各自的优缺点。仿真结果表明,采用相干积分与非相干积分结合的方法提高整体信号强度,避免多普勒现象产生的影响,实现对弱信号的捕获。采用20ms的相干积分时间和5次非相干积分,在没有互相关干扰的情况下,可以接收信噪比为-35dB的弱信号。     

微弱信号检测的3种非线性方法

阐述了随机共振法、混沌振子法及差分振子法3种方法的基本监测思想,确定了数学模型。随机共振系统(SR)是一个非线性双稳态系统,存在着在某一最佳输入噪声强度下,使系统产生最高信噪比输出,达到抑制噪声、放大微弱信号的目的。SR系统数学模型可由非线性Langevin方程定义,并进行了分析及仿真。混沌系统具有对初值敏感性及对噪声免疫的特点,数学模型选用Holmes型Duffing方程为监测器,进行了分析及仿真。差分振子法是基于差分方程构造监测器,以二维离散性系统作为数学模型,进行了分析及仿真。将3种方法应用于同步发电机转子匝间短路故障监测和异步电动机转子断条故障监测的实例中是成功的,证明了3种方法的有效性和准确性。     

Asymptotically stable detection of a weak signal

To design highly efficient and robust detectors of a weak signal, an asymptotic approach to stable estimation exploiting redescending score functions is used. Two new indicators of robustness of detection, the detection error sensitivity and detection stability, are introduced. The optimal Neyman–Pearson rules maximizing detection efficiency under the guaranteed level of detection stability are written out. Under heavy‐tailed noise distributions, the proposed asymptotically stable detectors based on redescending score functions, namely, the minimum error sensitivity and the radical ones, outperform conventional linear bounded Huber's and redescending Hampel's detectors both on small and large samples. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Lyapunov指数算法在微弱信号检测中的应用

基于MATLAB/Simulink仿真软件,分析了Holmes-Duffing系统检测弱正弦信号的原理和仿真实验步骤.通过仿真结果表明,直接从相平面图中肉眼观察混沌临界状态的阈值容易存在较大的人为误差.针对这个问题,提出了利用Lyapunov指数算法来定量地分析系统的动力学特征,并进一步研究了最大Lyapunov指数与系统状态之间的关系.对临界区域进一步取值发现其LE指数在零点振荡跳跃说明了该混沌系统正处于间歇临界态.最后通过对信噪比为-40 dB的微弱信号进行检测来说明,采用Lyapunov指数算法能够更直观地判断微弱信号的存在,证明其检测方法的可行性.     

微弱信号检测的原理及其实现

对微弱信号检测的原理和方法进行了研究，探讨了一种用MPS430F149单片机实现数字相关器的方法，给出了系统的硬件结构及软件流程图。实验表明：用MSP430F149构成的微弱信号检测系统体积小、响应速度快、可测量低信噪比的信号。     

基于Duffing振子的微弱信号检测方法研究

利用Duffing振子相变对微弱信号敏感和对噪声免疫的特点,可以对淹没在强噪声背景中的微弱周期信号进行检测,但传统的Duffing振子相变检测方法仅能检测特定频率的周期信号并且会受过渡带的影响.针对上述问题,给出了一种基于Duffing振子变尺度逆相变的微弱周期信号检测方法,通过引入变尺度系数将待测信号进行重构,进而减小了系统参数对检测的影响.建立了仿真模型并进行了仿真实验.分析和仿真结果表明,该方法能够仅利用一组固定的参数来对任意频率的周期信号进行有效的检测,且减少过渡带的影响,具有较好的检测性能.     

动态应变微光信号检测系统的设计

由光纤光栅因应变而产生的干涉光信号是比较微弱的,这样的光信号难以直接应用于对应变信号解调,为此设计了用于对微光信号进行处理的低噪声高增益高频放大电路。通过仿真验证了电路参数的合理性和可靠性,经过电路设计和相关调试,完成的光电转换前置放大和后续交流放大电路能够比较好地实现光电信号的转换和放大。对带有应变信号的电压数据进行采集处理,能够比较好地解调出动态应变变化,证明了设计的微光信号检测系统具有实用价值。     

基于混沌振子和小波理论检测微弱信号的研究

分别分析了混沌振子检测微弱信号和小波消噪的方法。并在此基础上,提出将小波消噪思想和混沌振子检测方法相结合组成联合测量系统。经过大量仿真实验得出,联合测量系统在检测强噪声背景下的微弱信号中可以得到比较理想的效果,并且进一步提高了检测微弱信号的能力。应用混沌振子和小波消噪相结合的方法对强噪声有一定的免疫力,在微弱信号检测方面,是一种有效的手段。     

基于信号预处理的杜芬振子弱信号检测方法

杜芬振子对周期信号极其敏感,对噪声具有较强免疫力,被研究用于强噪声背景下弱周期信号的检测及其各项参数的测量。为进一步提高杜芬振子检测含噪信号的性能,本文提出了先对待测信号预处理再送入杜芬振子的弱信号检测算法,并在理论上进行了证明。该方法先将待测信号分割、叠加、延拓再送入杜芬振子进行检测,仿真表明该方法在将信号分割成多段、叠加、延拓时可获得较大的信噪比增益,其中分割数目为3时,检测信噪比下限降低约为2 dB,分割数目为5时,检测信噪比下限降低约为3 dB。     

Frequency modulated weak signal detection based on stochastic resonance and genetic algorithm

Stochastic resonance system is subject to the restriction of small frequency parameter in weak signal detection, in order to solve this problem, a frequency modulated weak signal detection method based on stochastic resonance and genetic algorithm is presented in this paper. The frequency limit of stochastic resonance is eliminated by introducing carrier signal, which is multiplied with the measured signal to be injected in the stochastic resonance system, meanwhile, using genetic algorithm to optimize the carrier signal frequency, which determine the generated difference-frequency signal in the low frequency range, so as to achieve the stochastic resonance weak signal detection. Results show that the proposed method is feasible and effective, which can significantly improve the output SNR of stochastic resonance, in addition, the system has the better self-adaptability, according to the operation result and output phenomenon, the unknown frequency of the signal to be measured can be obtained, so as to realize the weak signal detection of arbitrary frequency.