一种基于Chirp-Z变换的闪变测量方法

对IEC推荐的闪变测量方法进行分析后发现,如果波动分量的频率和幅值已知,则瞬时闪变视感度S可以直接由其得出,本文在此基础上提出了一种新的闪变测量方法.首先使用平方检波法提取出产生闪变的波动信号,对其进行线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)得出波动分量的幅值和频率,然后根据波动分量的幅值和频率求出瞬时闪变视感度.使用CZT进行波动分量的提取,可以在不延长采样时间的前提下获得比快速傅里叶变换(FFT)更高的频率分辨率,有效降低了频谱泄漏造成的误差.通过仿真和试验对IEC方法和本文提出的方法进行了比较,结果证明了本文所提方法的正确性和有效性.     

频移经验模态分解在低频振荡参数提取中的应用

当信号中2个单频分量的频率在2倍频内时,经验模态分解（EMD）无法将2个分量分解开。为提高EMD的频率分辨率,提出了基于信号调制的频移EMD算法。此方法增大了信号中组成分量的频率比,使之达到EMD可分的程度。将该方法应用于电力系统低频振荡模态参数的提取,能较好地提取2倍频范围内的低频振荡模态分量的瞬时频率、瞬时幅值、相位及阻尼比等参数,数值仿真和实例分析均表明了该方法的有效性。     

基于LMD的电压闪变分析

为实现电压闪变的准确检测,提出了基于局部均值分解(local mean decomposition,LMD)的分析方法。将复杂的多分量信号分解为若干个乘积函数(production function,PF)的线性组合,并通过所有PF分量的瞬时频率和瞬时幅值组合,可以得到原始信号的时频分布。首先对电压闪变信号进行LMD分解,用得到的瞬时幅值分量来确定电压闪变的幅值。然后对得到的纯调频信号进行Hilbert变换,求取瞬时频率,由瞬时频率的突变点定位闪变的起止时刻。仿真结果表明了LMD方法用于电压闪变分析的准确性和可行性。     

改进的HVD方法在转子故障诊断中的应用

针对转子故障诊断问题,介绍了一种基于希尔伯特振动分解(HVD)的多分量非平稳信号时频分析方法。该方法首先对原始振动信号的非平稳频率成分低通滤波,分离出幅值最大分量的瞬时频率;然后由同步检测获得对应的瞬时幅值和初相位;最后经过迭代运算自适应地提取原信号各分量的时频信息。针对HVD的边界效应问题,应用基于最小平方距离准则的波形匹配边界延拓法对其进行改进。通过仿真信号分析验证了改进的HVD对边界效应的抑制效果和对多分量信号的时频分析能力。分析了转子碰摩、油膜涡动、油膜振荡故障试验测试信号,结果表明改进的HVD方法可以精确提取转子系统故障的时频特征,证明了该方法的有效性。     

基于局部均值分解的暂态电能质量扰动检测方法

局部均值分解(LMD)是一种新的非线性、非平稳信号时频分析方法,可以将复杂的多分量信号分解为若干个乘积函数(PF)的线性组合,并通过所有PF分量的瞬时频率和瞬时幅值组合,得到原始信号的时频分布。采用波形匹配延拓对LMD进行改进,改善其端点效应问题,并用直接法求取PF分量的瞬时频率,将其应用于暂态电能质量扰动的检测分析。LMD可以有效地对扰动的起止时刻进行定位,具有较高的瞬时频率和瞬时幅值检测精度。仿真结果表明了LMD方法用于暂态电能质量扰动分析的可行性和有效性。     

基于LMD和Hilbert变换的电压暂降检测方法

为了准确获得电压暂降幅度、频率成分以及扰动起止时刻等信息,将一种基于局部均值分解(Local Mean Decomposition,LMD)和希尔伯特(Hilbert)变换的时频分析新方法应用于电压暂降扰动检测中。新方法先通过LMD分解得到原始信号的乘积函数(Product Function,PF),PF分量的包络函数即瞬时幅值,再对PF分量进行Hilbert变换可得其瞬时频率。电压暂降特征信息可从瞬时幅值和瞬时频率中提取出来,从而实现电压暂降的检测。将新方法应用到两种电压暂降信号的仿真分析中,并与LMD法的分析结果进行比较。仿真结果证明了该组合方法检测电压暂降的有效性和准确性。     

基于HHT变换的电机故障信号频率分析

提出了将HHT变换(Hilbert-HuangTransform,简称HHT)中边际谱应用于电机故障信号频率跟踪研究的新方法。采用HHT将故障信号分解成若干个平稳的IMF(Intrinsic Mode Func-tion)分量,求出每1个IMF分量的瞬时幅值和瞬时频率。同时,指出了边际谱与Fourier频谱之间本质区别。利用边际谱的线性性质说明了边际谱的谱值表示信号中某一频率在各个时刻的幅值之和。最后通过实例验证了Hibert-Huang变换在电机故障信号中频率分析中的应用。     

三相电网信号的双重Kalman滤波测量方法

提出一种基于Kalman滤波器的三相电网信号的谐波分析方法。该算法针对正负序分量的幅值相位和基波的频率,分别建立一个Kalman滤波器,并在两个滤波器之间形成联系。前者的状态变量可以用来计算基波瞬时频率并作为后者的测量;后者的状态变量可以提供前者模型参数。给出了两个滤波器的初始化过程与检测信号突变的方法,从而加快算法的响应速度。仿真验证了三相电网信号的幅值、相位和频率发生突变,幅值和频率同时连续变化,以及处于三相不平衡条件下,双重Kalman滤波测量方法依然准确高效。实验对非理想电网的三相电压、电流信号进行谐波分析,根据分析结果重构的信号误差平均值分别仅为0.67%和1.04%。     

基于平稳小波包分解和希尔伯特变换的故障特征自适应提取

提出一种自适应地提取信号特征分量的故障检测方法.采用逐层推进的平稳小波包分解算法,运用希尔伯特变换,在对信号进行小波包分解的同时,对分解结果进行瞬时频率和瞬时幅值分析,根据设定的分量提取和信号分解规则,实现信号分解路径的自主搜索,自适应地构建信号的小波包分解树,对信号进行多分辨率的频谱分析,达到信号消噪和特征分量提取的目的.仿真研究表明该方法的分量提取规则简单、目标明确,信号分析结果简洁,具有运算时间少、数据存储量小的特点和良好的抗噪性能,所提取的故障特征分量的时-频-幅值信息清晰、易于检测.     

基于多尺度线调频基稀疏信号分解的广义解调方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

提出了一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的广义解调方法,并将其应用于非平稳转速下的滚动轴承故障诊断。该方法先采用基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法分解频率呈曲线变化的多分量信号,得到瞬时频率和瞬时幅值都具有物理意义的单分量信号及其相位函数,再基于获取的各分量信号的相位函数对原信号进行广义解调处理,从而将非平稳信号转化为平稳信号。当转速变化时,滚动轴承故障特征频率为曲线变化的非平稳信号,对其包络信号进行基于多尺度线调频基的稀疏信号分解,提取包络信号分量,再对包络信号分量进行广义解调,根据广义解调后分量信号频率成分与转频的关系即可判断滚动轴承的故障部位和类型。仿真信号与轴承内外圈故障振动信号分析结果表明,该方法比传统的包络信号分析方法能更有效地提取滚动轴承故障振动信号特征。     

信号参数变化时系统频率准确测量方法

提出一种基于快速傅里叶变换FFT(Fast Fourier Transfom)准确测量系统频率的算法,并考虑了被测量系统频率的电压信号有效值的波动对系统频率测量准确度的影响。电压在其额定值附近变化对系统频率测量准确度影响较小,而偏离额定值越大对系统频率测量准确度影响较大。只要被测系统频率的电压有效值在170～260V范围内变化,所提出的算法可以使系统频率测量的准确度高于0．1％。给出的实例计算及仿真结果证明了这种算法的实用性、准确性和快速性。     

基于多峰谱线插值的间谐波检测新方法

插值FFT算法根据检测到的频率分布修正FFT结果,而实际中间谐波频率很难确定,当间谐波信号附近含幅值较大的谐波信号时,FFT的栅栏效应可能降低检测精度。利用频率识别能力较强的线性调频Z变换（CZT）,用检测得到的与估计值邻近的4条离散频谱幅值估计间谐波参数,并根据多项式逼近推导了插值修正公式,在CZT谱频率分布指导下进行插值修正,使各次谐波和间谐波参数的检测精度得到一定程度提高,仿真证明了该方法的可行性和正确性。     

电压闪变测量中采样频率的研究

本文针对闪变测量系统中采样频率进行研究,分析了当电压信号中含有谐波时如何确定采样频率的问题,指出了当采样频率过低时频谱混叠可能造成的闪变测量误差.当混叠发生时,采样信号中将会出现虚假的频率成分,这些成分有可能叠加到基波之上,造成基波的幅值发生改变,使得波动分量的提取出现误差,给闪变的测量带来误差.本文详细分析了这一误差,并使用改变采样频率的方式避免了频谱混叠,最后通过仿真进行了验证.     

变频环境下功率测量的设计和验证方法

介绍了工频功率测量和变频功率测量的现状和差异,分析了变频功率检测设计的重点和难点,阐明了信号回路的频率特性对变频功率测量的重要意义,提出了一种基于FFT算法的幅频特性和相频特性补偿方法。并对变频功率检测准确性验证方法和相关的认证问题进行了说明。     

基于同步采样方法的电导率测量系统设计

提出了基于同步采样方法的电导率测量系统的设计方案.系统采用双极性方波作为测量电导率的激励信号,并且实现了其幅度和频率均可调.数据采样采用同步采样方法,将待测电压和电流的峰峰值幅度转化为直流量,不仅提升了测量精度,同时简化了单片机内ADC对信号的处理.实验数据既可以通过液晶屏显示,也可在LabVIEW搭建的平台中显示和存储.利用本系统进行电导率测量实验,实验表明,当激励信号振幅较大时,测量误差超过可控范围,而较小的振幅有助于提升系统测量的准确性.     

基于压缩感知的稀疏度自适应超高次谐波检测算法

近年来,越来越多运用电力电子器件的电气设备接人电力系统,配电网中超高次谐波发射水平的持续上升已经成为电网中亟需解决的电能质量问题之一.文中提出了一种基于压缩感知的稀疏度自适应超高次谐波检测算法,该方法基于快速傅里叶变换系数和狄利克雷核函数,结合插值因子,构建高精度的压缩感知模型;同时,文中引入了稀疏度自适应的概念,提出通过稀疏度自适应的匹配重构算法获得待检信号中超高次谐波的频率和幅值.改进算法提高了超高次谐波重构幅值的精度,减小了无法预估待检信号稀疏度而造成的误差.仿真结果证明了改进算法的准确性和有效性.     

基于S变换的间谐波检测算法研究与仿真分析

间谐波是反映电能质量的一个重要参数,其测量算法有多种。研究了一种基于改进S变换的间谐波检测方法,它是一种短时傅里叶（STFT）和连续小波（CWT）变换相结合的时频分析法。与STFT相比,S变换的窗口高度、宽度都可随频率调整;与CWT相比,实现了相位的修正,提高了间谐波的测量精度。本文在MATLAB平台上对稳态信号、非稳态信号以及不同信噪比时的信号进行了仿真分析,给出了间谐波的频率和幅值测量精度。     

高速电压随动电源的发展及面临的挑战

随着3G通信时代的到来,新的数字调制方式使功率放大器的射频输入信号表现出高带宽和"非恒定包络"的特点,如果功率放大器仍采用传统的恒定电压供电,则将产生较大的功率损耗。因此,为提高其工作效率,高速电压随动电源的应用是发展趋势。本文阐述了高速电压随动电源的概念和应用背景,对现有包络线跟踪变换器的电路系统结构进行分类和归纳总结,指出各结构的优势、适用场合和直接应用于高速电压随动电源时的不足。最后,文章指出合理的系统架构、高频高效驱动电路的设计以及对寄生参数效应的考虑是高速电压随动电源的设计所面临的主要挑战。     

基于多周期同步测量的频率计设计

针对工程实践中发现的频率计存在1字节误差以及待测信号幅度过大的问题。基于多周期同步测量计数理论,提出了一种以C8051F020与FPGA为最小系统的频率计制作方案,实现对待测信号频率及脉宽的精确测量。系统主要包括3部分：信号整形部分、频率计算部分、液晶显示部分。待测信号经过信号处理后和标准信号一同输入FPGA内部,单片机协同FPGA对信号进行频率测量并读取测频数据,然后将读取到的数据经过运算处理后显示。经实验验证,该系统测频范围可达0.1 Hz~10 MHz,有效消除了1个字节的误差且具有一定的抗干扰能力。     

基于小波变换修正幅值的电力系统频率偏移诊断方法

针对电力系统信号频率偏移的检测进行了研究.首先提出了两个实值小波函数以及基于这两个小波变换的修正幅值的概念,推导出这两个小波变换的递推算法.然后从理论上说明了对于正弦电压信号,基于这两个实值小波变换的修正幅值不仅能准确地确定在哪一段时间间隔电压的频率是工频频率,哪一段时间间隔电压的频率偏离了工频频率,还具备检测频率偏离工频频率方向及分辨正弦信号中所包含的幅值信息的功能.最后的仿真结果表明,基于这两个实值小波变换的修正幅值对于诊断正弦信号的频率偏移是行之有效的方法.