基于全相位FFT三谱线校正的电网谐波与间谐波检测算法

电网谐波检测中,传统FFT算法存在的频谱泄露现象影响了检测的精度.为解决这一问题,分析和比较了全相位FFT算法与FFT算法之间的区别,将一种三谱线校正方法推广到精度更高的全相位FFT算法,并由此提出一种全相位FFT三谱线校正算法.该算法利用频谱峰值频点周围三根谱线信息构造频率偏移量修正公式,进而获得全相位FFT幅值和频率校正值,并利用全相位FFT的相位不变性直接获得信号相位.通过与FFT三谱线插值算法、全相位FFT双谱线校正算法和全相位FFT双谱线插值算法对比,结果表明该全相位算法具有更好的谐波和间谐波检测精度,并且抗白噪声能力更强.     

APF指定次谐波电流无差拍控制策略

针对传感器在信号采集时易受噪声干扰影响检测精度的问题,提出一种基于卡尔曼预测的指定次谐波电流无差拍控制方法.该方法是通过离散傅里叶谐波检测方法检测出电网中指定次谐波含量,建立当前的谐波方程,通过卡尔曼算法预测出下一补偿时刻该次谐波的相位和幅值,从而确定该补偿时刻的指令电流.研究结果表明:卡尔曼算法预测同时可以滤除干扰信号,实现指定次谐波电流的高精度无差拍控制.研究结果突破了传统无差拍控制受噪声干扰的问题,实现了电网中含量较高的5、7次谐波采用单独检测与单独补偿,对提高有源电力滤波器补偿精度具有实际应用价值.     

基于Nuttall自卷积窗四谱线插值FFT的电力谐波分析方法

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在非同步采样条件下难以实现谐波的高精度检测,而加窗和插值算法可以提高谐波检测的准确度。文章在分析Nuttall自卷积窗频谱特性的基础上,提出了基于Nuttall自卷积窗四谱线插值FFT算法。该算法通过对加窗信号离散频点处幅值的分析,利用谐波频点附近的四根谱线进行加权运算,进一步提高谐波幅值、相位和频率检测的精度;采用多项式拟合的方式得到基于Nuttall自卷积窗四谱线插值修正公式。仿真数据表明,该算法具有较高的谐波检测精度,Nuttall自卷积窗有效地抑制了频谱泄露。     

交流电机绕组的谐波分析与噪声计算

文章详细阐述了交流电机绕组的谐波分析,给出了用计算机进行谐波分析的算法,研究了感应电机电磁噪声的计算方法,从运行结果来看,与实际测量结果接近。此计算方法对电机的电磁噪声分析和控制有一定的参考价值。此外,还分析了定转子槽数的对比关系对降低电动机的电磁噪声的作用,对应的选择转子槽数计算方法可用于电机设计。     

采用加窗插值FFT与逐幅谐波消去法的电机谐波算法

对电机的实测信号进行谐波分析时,由于难以保证信号同步采样和存在测量噪声,采用快速傅立叶变换(FFT)方法进行谐波分析会出现栅栏效应和频谱泄漏现象,不能获得信号准确的谐波参数.作者采用加窗插值FFT,并提出逐幅谐波消去法,以便能精确地分析高次谐波.以基于Blackman-Harris窗的加窗插值FFT算法推导出关于频率偏差的9次方程.实例计算表明,采用加窗插值FFT和逐幅谐波消去法可有效地减少泄漏,降低噪声的干扰,从而可精确地获得各次谐波的幅值和相位.     

基于全相位谱线插值的电力谐波检测方法研究

传统基于FFT的谐波检测方法在非同步采样或非整周期截断情况下会产生严重的频谱泄漏,为抑制频谱泄漏对谐波检测精度的影响,提出基于全相位谱线插值的电力谐波检测新方法.该方法使用全相位谱实际频点附近的三根离散谱线获得频率和幅值校正量,并利用离散全相位谱峰值谱线相位即为对应的实际频率相位的特点,无需另加校正即可实现较高的相位精度.利用全相位谱旁谱线相对于主谱线按平方衰减的特性,并结合旁瓣衰减速度快的Nuttall四项五阶余弦窗,可有效抑制基于FFT谱线插值算法相邻谐波成分的相互干扰,提高谐波检测精度.通过与三谱线插值法和全相位时移相位差法的仿真对比实验,结果表明文中提出的算法具有更好的谐波检测精度.     

一种结构健康监测的传感器优化布置算法

在对建筑结构进行健康监测或损伤检测时,通常需要进行结构的模态测试．传感器布设的位置与数 量则对模态试验结果起着至关重要的影响．提出了一种基于奇异值分解的传感器布置新算法．首先根据线 性模型估计理论,将待监测的目标模态振型视为线性模型的设计矩阵,利用奇异值分解的算法,将设计矩 阵分解,根据各个自由度对目标模态振型贡献进行传感器优化布置方案的设计．     

量化噪声对插值fast Fourier transform谐波估计的影响

插值fast Fourier transform(FFT)算法是对谐波频率、幅度和相位三参数进行精确估计的常见方法.信号中的噪声无疑会影响插值FFT算法的谐波估计结果.有文献讨论过信号中的白噪声对插值FFT算法谐波估计结果的影响,尚没有文献讨论过A/D(analog-to-digital)量化噪声对插值FFT算法谐波估计结果的影响.本文首先对插值FFT谐波估计算法做了简单介绍,接着对A/D量化噪声的特点进行了分析研究.在此基础上,仔细研究了量化噪声对插值FFT谐波估计方法的影响程度——给出了计算模型、进行了大量仿真计算、得出了量化噪声对谐波频率、幅度和相位3参数估计结果影响程度的结论.相信所得结论对电路设计中的A/D器件、信号调理器件等的选型有指导意义.     

基于MSLDSMC窗的谐波与间谐波参数估计算法

快速傅里叶变换(FFT)方法在谐波检测过程中会出现频谱泄漏和栅栏效应，导致谐波与间谐波参数的检测精度不高.为了提高估计精度，利用最大旁瓣衰减窗(MSLD)进行乘积和卷积运算，构建出旁瓣性能优越的MSLD自乘-卷积窗(MSLDSMC),并在此基础上设计了一种三谱线插值的高精度谐波与间谐波参数估计算法.在不同复杂场景下进行仿真实验，实验结果验证了基于MSLDSMC窗三谱线插值的谐波与间谐波参数估计算法检测的准确性.     

一种加8项余弦窗FFT的谐波检测方法

加窗插值FFT谐波检测算法能够很好地克服传统检测方法存在的缺点,提高电网谐波的检测精度.8项余弦窗函数的谐波检测算法能够有效地抑制频谱泄露.采用四谱线插值修正的原理,推导了基于8项窗函数的四谱线插值修正公式,并利用MATLAB软件对该算法进行仿真.通过与加其他窗函数的插值算法的对比,仿真结果表明,8项余弦窗插值算法容易实现,计算量小且能够很好地提高信号参数的检测精度,适合电网谐波检测.     

几种FFT加窗三次样条插值的间谐波检测方法的比较

在非整周期采样的情况下,快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)存在较大的误差。文章通过在Matlab中对构造的信号模型进行仿真,比较了几种基于三次样条插值的加窗FFT算法的间谐波检测精度,并以Blackman-Harris窗三次样条插值FFT算法为例,对其进行了公式推导,得到了该算法信号频率、幅值和相位的计算公式。仿真结果表明,文中的几种基于三次样条插值的加窗FFT算法的间谐波检测精度较高,频率平均误差可达到0.02%以内,幅值平均误差可达到0.3%以内,有效地减小了非整周期采样对FFT的影响。     

基于双无迹卡尔曼滤波算法的永磁同步电机转子磁链辨识

转子磁链的准确辨识是实现永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)转子磁场监控,确保其驱动系统可靠运行并实现高性能控制的有效方法。为解决测量噪声、电机参数变化及辨识模型欠秩对转子磁链辨识精度影响的问题,提出了基于双无迹卡尔曼滤波（UKF）算法的PMSM转子磁链辨识方法,可在确保满秩辨识的前提下,减小测量噪声与电机参数变化对转子磁链辨识精度的影响,实现PMSM转子磁链的准确辨识,并在参数敏感性分析的基础上,降低了算法计算量,合理兼顾了辨识精度与辨识速度。对所提方法进行了仿真研究和实验验证,研究结果证实了所提方法的有效性。     

基于模糊推理规则的开关磁阻电机转子位置估算研究

由于电机间接转子位置角度估计方法中存在一定误差，采用一般的控制策略难以实现电机性能的良好控制。为了提高电机的转速控制精度和抑制转矩脉动，在分析开关磁阻电机的非线性数学模型的基础上，研究了模糊转子位置估算方法，提出了一种新的无位置传感器转子位置估算方法：基于模糊推理规则的转子位置估算，并对此方法的误差信号进行了分析。     

基于位置传感器的无刷直流电机机械特性测试研究

针对无刷直流电机的性能测试一般依靠测功机,测试成本高昂且不能实现全检的现状,提出了一种电机特性快速检测方法。首先分析了带位置传感器的无刷直流电机的工作原理,通过采集电机的霍尔位置传感器信号,将其消噪后按经验模态分解为固有模态分量,并根据位置传感器信号与电机转速与特性之间的关系,得出电机的机械特性曲线,并利用高精度转速-转矩传感器测量并绘制电机的机械特性曲线,两者的一致性表明该方法有较好的精度。     

交流伺服系统检测电路的研究

检测电路是交流伺服控制系统的重要组成部分,由电流、电压及位置检测电路组成,完成系统信号如电机的直流母线电压、电机的定子相电流、电机转子的位置等获取工作．分别设计了电机定子相电流的采集电路及处理方法、电机直流母线电压采集电路及电机转子位置检测电路与初始位置定位方法,并对设计的电路进行了实验分析．模拟实验结果表明整个系统具有较好的动态响应和稳态精度,从而验证了文中设计的检测电路的可行性．     

无位置传感器开关磁阻电机伺服传动系统研究

该文在对比几种无位置传感器方法分析开关磁阻电机伺服传动系统特点的基础上 ,通过相电流和相电流相对转子位置角变化率的研究 ,建立了基于查表法的无位置传感器方法 ,并进行MATLAB仿真研究。结果表明 ,这种无位置传感器方法的实用性     

基于Toeplitz算法的谐波和间谐波参数估计

为准确地检测电力系统中谐波信号的参数,从被检测信号噪声的基本特性出发,将空间谱估计理论中的Toeplitz算法应用于谐波、间谐波参数检测.首先对采样信号构成的自相关矩阵进行奇异值分解,根据不同时刻白噪声相互独立的原理划分出噪声子空间和信号子空间,再利用最小二乘法和旋转不变参数估计的原理,实现信号的频率和幅值参数的准确估计.根据白噪声均值为0的特性,通过仿真实验和现场数据分析表明:本文提出的方法在提高谐波和间谐波的参数估计精度和抗噪能力等方面具有较好的可行性和有效性,能满足实际应用的需要.     

高精度数字测速及动态位置检测算法

为提高伺服系统的反馈精度,讨论了针对增量式光栅编码器的常用数字测速方法的测量精度.提出了基于32位浮点运算和改进的M/T法的高精度数字测速及动态位置检测算法.并以高性能32位浮点型DSP和大容量FPGA实现了算法的软硬件结构和功能.结果表明该算法可以充分发挥增量式光栅编码器的动态连续测量能力和高频时标信号的内插作用,在整个测速范围内获得很高的测速精度和精度一致性,提高位置反馈的动态测量分辨率.对提高速度和位置反馈精度,改善伺服控制系统性能具有实际意义.     

采用BP神经网络的基波高精度检测方法

提出一种基于BP(Back Propagation)神经网络的电网基波频率和幅值的高精度检测方法。正弦信号过零点两侧对称两点连线与时间轴的交点和频率满足单调关系,但并非严格的线性关系,而且与幅值无关,据此用BP神经网络建立该交点与频率的映射关系,并提出了对称点优化选取方法。仿真表明,提出的算法对频率的检测精度达到10-4,幅值的检测精度高达10-5,远远高于普通傅里叶变换(Fast Fourier Transfromation, FFT)算法和FFT加Hanning窗算法;随机噪声和谐波对该方法测量精度的影响很小,具有较强的抗干扰能力。     

基于加窗插值FFT和原子分解的间谐波检测算法

间谐波除了具有谐波危害外,还具有其自身特性带来的电压闪变、继电器误动作等多种危害,因此准确检测间谐波对电网安全运行具有重要意义.在分析加窗插值FFT和原子分解算法优缺点的基础上,提出两种算法相结合的间谐波检测算法.算法首先对加Hanning窗信号进行FFT分析,求得峰值谱线及其两侧谱线值.然后根据幅值判断法判断是否存在谱线干涉.若存在谱线干涉,则使用原子分解算法估计信号参数;若不存在谱线干涉,则使用加窗插值FFT算法对信号参数进行检测.仿真结果表明,算法在检测谐波、间谐波时,频率分辨率高于加窗插值FFT算法,计算量小于原子分解算法.