基于新型改进矩阵束的便携式电网同步相量测量装置

针对传统同步相量算法受电网间谐波影响较大的问题,本文提出了一种基于新型改进矩阵束的电网同步相量测量算法.将电网信号构建成Hankel矩阵,对其进行奇异值分解并使用自适应定阶方法滤除其中的噪声干扰分量,通过矩阵运算得到准确的电压幅值、频率及相角.经过仿真验证,本算法对含有间谐波分量的电网信号测量结果优于流行的傅里叶变换测量算法.并根据此算法设计了一款便携式电网同步相量测量装置,可解决传统同步相量测量设备体积庞大、成本较高的问题,利用高精度卫星同步信号监测晶振实际频率,动态调整采样控制参数降低采样时间误差,将同步采样的电网波形参数与时间标签等无线传输至移动终端,完成电网信号幅值、频率及相角计算.实际测试表明,本装置具有较高的测量精度,其中电压幅值、频率和相角测量误差分别为0.038 5%、0.000 51 Hz和0.053 7°,满足《电力系统同步相量测量装置检测规范》（GB/T 26862—2011）,具有较强的实际应用价值.     

考虑频率波动的改进瞬时电压d-q分解算法

电压有效值的准确检测是分析电压暂降、波动和偏差的基础,是电压质量评估与抑制干扰首先要解决的重要问题.以单相电源为参考电压,采用60°延时方法构造虚拟的三相系统,借助d-q坐标变换可以对电压瞬时有效值进行计算.本文在该方法基本原理的基础上,分析了检测信号的频率波动对计算结果的影响,推导了频率波动误差公式,并在Matlab/Simulink平台下对推导结论进行了仿真验证,同时提出了基于ud2+uq2项滤波和局部均值计算的改进算法.通过仿真对比改进算法与传统算法,结果表明,改进算法对频率波动信号电压有效值的计算更准确.     

一种低信噪比下LFM信号参数快速估计算法

为了对线性调频(LFM)信号参数进行快速、准确的估计,提出了一种新算法.该算法根据LFM信号当能量一定时在相同时宽范围内频谱幅度平方与调频斜率成反比的特点,通过对若干组快速傅里叶变换(FFT)结果进行模值选大,同时给出了起始频率和调频斜率的估计.仿真结果表明,通过合理设置算法参数,算法可以用于信噪比低至-38dB的LFM信号的参数估计.     

一种适于同步相量测量的新算法

供电网络中各监测点电压、电流相量的频率、幅值和相角都是电力系统实时监控中最基本的测量参数,这些基本参数的实时在线估计对于算法的精度和速度有着双重要求.针对实际在线测得的采样信号的特征,分析了采样频率对被测信号参数测量精度的影响,提出一种改进的测量方法,它易于实现,计算量小,实时性好,精度相对较高.通过数值仿真,证明该方法具有实用价值.     

电力系统运行参数交流同步采样算法研究

电力系统中常需测量电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率和视在功率等参数.文章介绍了电力参数微机测量装置中对电压、电流信号采样的方法,给出了交流信号同步采样中电压、电流有效值的算法实现,即积分和的算法和FFT算法,并进一步地给出了功率表达式.最后还阐明了同步的重要性及实现同步的策略———软件同步和硬件同步.     

岩矿石电性参数测量的精密电流编码信号发送系统

针对岩矿石电性参数测量工作中电阻率跨度大、所需测量频率范围宽、存在与电流密度相关的非线性效应等问题,研发一种用于测量岩矿石电性参数的精密电流编码信号发送系统.首先,对2种电流源实现方案进行可行性分析,确定电压-电流的转换方案,并给出MCU+FPGA架构系统框图;其次,详细分析电压-电流转换电路原理,通过改进输出反馈回路...     

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.     

基于改进矩阵束的动态同步相量测量算法

随着现代电网规模不断增大,分布式电源大规模接入,强谐波、高噪声和信号动态多变等问题会降低同步相量测量算法的准确度.为准确测量现代电网同步相量参数,提出一种结合二阶泰勒动态相量模型和改进矩阵束优势的同步相量测量算法,用于动态条件下电力系统同步相量幅值和相角参数精确测量.本文先对算法进行数学推导,然后根据我国同步相量装置检测规范中指定的实验案例对测量准确度进行详细评估.实验结果表明,算法在频率偏差、幅度调制等情景下具有很高的测量精度,符合我国同步相量检测规范要求,具有一定工程应用价值.     

基于时幅拐点的突发信号特征频率捕获算法

针对液体火箭发动机高速轴承振动数据时域信号中隐藏的突变信号难以发现的问题,在时幅拐点曲线的基础上,提出了突发信号特征频率捕获算法.首先构造出5个突变数值参数,通过这些参数对各类突发信号的突发特性进行放大,这些放大的参数可以进一步提供突发信号的频率和时间信息;然后利用这些频率和时间信息对突发信号进行准确分析.理论分析、工程仿真和高速轴承振动数据分析表明,该算法能够捕获突变信号,可以从海量数据和成千上万个频率中聚焦有价值的突发信号.     

基于小波变换的虚拟式声级计的设计及实现

为了克服传统声级计测量精度不高、电路参数调整困难的缺陷,使用小波变换代替传统的FFT对非平稳的噪声信号进行时频分析以获得更准确的噪声各频率成分的幅值,从而在对频率成分进行加权后获得更为准确的声级测量值.利用虚拟仪器技术,在LabVIEW开发环境中采用G语言对算法做了软件实现,它结合PC强大的软硬件资源实现了整个测量系统.为有效实现对多点测量数据的分析和利用,应用LabVIEW的DataSocket编程接口实现了测量数据的网络传输.经测试,该虚拟式声级计达到了较高的测量精度并且具有功能丰富、使用方便的优点.     

基于正弦分段线性近似算法的DDS频谱分析

直接数字频率合成技术在数字通信系统中被广泛采用..但是DDS本身的结构决定了其输出信号中存在无法消除的杂波,采用严格的数学方法分析了基于分段线性近似DDS中的频谱。得到DDS输出信号的时域和频域数学表达式,为精确计算DDS的杂散抑制度提供了方便。并作出八分段近似DDS的误差分析和频谱图。     

基于均匀相位采样提高阻抗谱测量精度的研究

周期性信号采样中,等效采样利用较低采样频率的A/D转换实现高频周期信号的采集,一定程度上弥补欠采样测量精度低的缺陷。本文提出一种基于等效采样思想的均匀相位采样的阻抗谱测量方法,有效地提高高频测量中阻抗谱测量精度与稳定性。在利用单片机共时钟基准的DAC与ADC模块,在完成激励信号产生、输入输出信号同步采集的基础上,合理设计激励信号频率、采集频率与信号重构方法,实现高频信号单周期内均匀相位分布的等效高频采样,同时为克服常规A/D转换速度条件下难以准确实现高频阻抗谱测量的问题提供了新思路。从误差假设与拟合算法的角度,理论上分析证明了该方法降低误差的原因;并通过两种等效电路模型的阻抗谱测量对比实验,表明该方法在所设计的20k-100kHz高频段上,阻抗测量精度与稳定性得到了显著的提高。     

一种用于频率跟踪和相角估计的实用算法

电网电压的频率、幅值和谐波含量均随时间发生变化,它们严重影响着电网相量的测量精度．为此,在分析傅氏法计算误差与频偏、起始点相位关系的基础上,提出了一种基于准同步采样和傅氏分析的频率跟踪、相角估计的实用算法．它用离散傅氏法和线性插值法估计任意时刻的相量,用迭代算法寻找相角差为零的相邻周期的两个估计相量进行频率计算,继而对采样数据进行同步化处理以获取信号的真实相量．仿真结果表明,这种方法可使相角误差小于0．2°,并能够满足电网相量实时测量的快速性要求．     

CO-OFDM 系统中基于线性预处理的新相位噪声抑制算法

针对相干光正交频分复用（coherent optical orthogonal frequency division multiplexing,CO-OFDM）系统中相位噪声引起的载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）问题,提出了一种基于线性预处理的新判决反馈相位噪声抑制算法。该新算法改进了线性预处理部分,利用循环前缀与OFDM符号固有的相关性,在时域进行简单的线性组合运算,充分利用了OFDM符号中冗余信息。仿真分析表明,在激光器线宽为200 kHz且误码率（bit error rate, BER）为10－4时,与判决反馈相位噪声抑制算法和一次迭代的判决反馈相位噪声抑制算法相比,该新算法BER曲线的信噪比（signal to noise ratio,SNR）分别改善了3 dB和1 dB,有效地降低由ICI引起的错误平层。     

基于自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法

为了提高淹没在高斯白噪声中的实正弦信号的频率估计精度,提出了一种综合的结合自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法。该算法首先通过多次自相关运算对输入信号进行预处理,可检测出淹没在噪声中的微弱正弦信号,来提高信噪比;然后对信号进行FFT(fast fourier transform)运算可得信号的功率谱,通过搜索最大值谱线的位置可粗估计出信号频率;最后运用离散频谱能量重心法,可精确估计出正弦信号的频率。仿真结果表明本算法在整个频段上频率估计性能比较稳定、频率估计的均方根误差更小,性能优于Rife算法、Quinn算法和能量重心法,并易于硬件实现,具有工程实用价值。     

一种新的LFM中频信号产生电路校正算法

通过对宽带线性调频(LFM)中频信号产生电路的误差分析,从频域的角度建立了一种新的误差模型,将电路等效为由非理想基带信号产生器与理想正交调制器构成. 据此模型,设计了一种通过改变波形存储器数据实现系统校正的算法,并给出了算法的实现结构. 仿真结果验证了此算法的优越性以及实现框图的正确性.     

转子振动监测中的采样与相位误差补偿

转子振动监测中的采样与相位误差补偿⒇朱利民贾民平钟秉林（东南大学机械工程系，南京２１００１８）在旋转机械的振动监测与故障诊断中，相位是一个很重要的信息，现已越来越受到人们的重视．获得振动信号相位值的方法有：１）将传感器输出的振动信号通过模拟电路直接获...     

基于无人机平台的电视信号功率检测方法

本文提出了一种电视信号功率辐射检测新方法,用于对电视信号发射系统发射端EIRP进行检测.在硬件上,根据该方法搭建了以无人机为平台的电视信号功率低空辐射检测系统,对电视信号频率和功率进行测量;在软件上设计了电视信号功率路径损耗补偿算法,对数据进行筛选、计算、存储和显示.系统在郑州和石家庄的电视信号塔上的电视信号功率对实际台站进行了测试验证,结果表明,该方法比传统地面辐射检测的测量误差减小5 dB以上,有效地解决了地面检测选址困难的问题,降低了由于复杂环境、设备缺陷带来的检测误差,提高了检测效率和准确性.      

基于傅里叶变换移相测量的相位测量轮廓术

移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源,提出一种对实际步进移相值进行测量,消除移相误差对相位测量影响的算法,该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合,利用傅里叶变换相位原理测量每次移相的实际相移量,然后根据相移实测值计算相位分布,进而获得物体表面蝗三维数据。该算法能够准确测量每步移相的实际相移量,不要求移相的均匀性和重复性,只需３帧图像就可解调出相位分布,不受移相误差的影响。仿真结果证实了该算法的有效性,实际图像数据处理结果表明,该算法可以基本消除由移相引起的误差。     

快速高精度BPSK信号载波相位同步算法

提出了一种离散Fourier变换(DFT)和数字锁相环(DPLL)联合的二相相移键控(BPSK)信号载波相位同步算法.该算法采用平方运算和DFT对BPSK信号进行频率粗估计,通过设计数字锁相环快捕带宽,保证频率粗估计作初始频点的数字锁相环直接工作在快捕状态.数字锁相环经过约1个频率周期锁定,提供满足解调性能的精确同步载波信号.仿真表明,算法满足快速高精度载波同步要求,且避免了传统的锁频和锁相环联合算法锁定时间过长的问题.采用全数字结构,算法易于数字信号处理器(DSP)等数字芯片实现.