A NEW METHOD OF BISPECTRAL ESTIMATION FOR TRANSIENT SIGNAL

Estimation of model parameter for transient signal is very important in many aspects. This paper presents a new Markov ARMA model Q-slice estimation algorithm for transient signal based on bispectrum. Simulation results show that this new method has some special features, such as higher estimation precision, lower amount of calculation, higher fitting effect even in lower signal-to-noise ratio (SNR) situation.

基于一体波阻抗模型的风电机组雷电过电压分析

雷电暂态过电压是影响风电机组安全稳定运行的重要因素之一。基于风电机组雷击下的一体波阻抗模型,探讨了信号电缆屏蔽层、土壤电阻率和雷电流波形对过电压水平的影响,并开展了过电压抑制措施的研究。结果表明:信号电缆采用双屏蔽层及风电机组接地系统良好的接地能更好地降低过电压;信号电缆两端更容易发生击穿;雷电流幅值和波前时间对信号电缆的过电压影响较大;信号电缆顶端安装SPD(浪涌保护器)可有效抑制其过电压。

基于分段线性模型针对TLP瞬态干扰信号的芯片协同防护设计方法研究

集成电路芯片在高密度、小型化发展过程中产生了电磁兼容问题,为强化集成电路芯片对瞬态干扰信号的应对防护效果,可结合传输线脉冲(TLP)测试构建分段线性模型。文章首先对芯片应对瞬态干扰信号展开防护设计的现实需求进行分析,以CD4001BE芯片为例提出芯片TLP测试分段线性建模方式,总结瞬态电压抑制TVS二极管建模方法,并进一步展开芯片分段线性模型协同防护设计分析,旨为借助分段线性模型的方式控制芯片防护的设计时间与成本。

DC/DC变换器小信号建模与补偿网络设计

DC/DC变换器小信号建模是研究和分析其稳定性和瞬态响应的主要手段之一。针对单端正激变换器在一个周期内开关管导通和关断两种工作状态,建立了连续工作模式下的平均状态方程;建立小信号模型设计并仿真控制环路的幅频特性和相频特性;优化设计DC/DC变换器控制环路的补偿网络以提高系统的稳定性和瞬态响应,最后通过仿真和实验进行了验证。

光伏发电系统的小信号建模及其控制器参数的全局优化设计方法

研究光伏发电系统的暂态稳定性有利于认识太阳能发电与电力系统之间的交互式影响规律。在充分考虑光伏发电系统中各重要环节的详细模型的基础之上,建立了适用于暂态稳定分析的全系统小信号模型,并据此分析了光伏发电系统的小干扰稳定性和低频振荡特性。研究结果表明:光伏逆变器的电压外环以及有功电流内环对系统的特征值影响较显著且较全面,对系统的稳定性影响较大。电压外环的积分系数以及有功电流内环的比例系数过大均可能会对电力系统阻尼产生负面影响,甚至改变光伏发电系统的阻尼性质。最后提出了一种提高系统稳定性的控制器参数全局优化设计方法,为科学合理地设计控制器参数提供了方法支撑。

Newton迭代算法用于高精度故障数据分析

为了提高采集电力故障的数字信号处理与计算的精度,解决系统采样数据同时受多个误差影响时难以得到准确结果的问题,分析了故障录波采样数据的特点,建立了故障信号在同时受衰减直流分量和非同步采样影响时的暂态信号模型;采用Newton迭代法求解该模型,得到误差参数的精确数值解,并求得故障信号的工频分量及各次谐波幅值和相位的高精度解。仿真实验表明,当较准确地估计迭代初始值时,该法收敛快、精度高,特别适合于要求对电力系统故障进行精确分析的场合。

小波变换对瞬态信号特征信息的精确提取

研究了瞬态信号小波变换的相位特性和小波特征。采用了小波脊线的分析方法,详细分析了瞬态信号的小 波脊线与瞬态信号的瞬时特征和特征信息的对应关系,建立了瞬态信号特征信息的精确识别模型和特征参数的精 确提取方法。通过工程应用实例的验证,该方法对瞬态信号(特别是信噪比较低的弱信号)特征信息具有相当高的定 位精度(误差不大于1个采样点)和识别精度(不存在累积误差),其算法简单、准确,且有较快的收敛性,可实现实 测瞬态信号特征信息的实时分析。

光伏发电系统MPPT输出功率采样周期的优化设计

近年来,光伏发电研究主要集中在变换器拓扑结构、最大功率点追踪(maximum power point tracking,MPPT)和并网发电。但一些实验研究发现,输出功率采样周期对光伏系统性能具有较大的影响。该文以太阳能电池基本电路方程为基础,构建不依赖于变换器及MPPT算法的光伏系统采样周期与光照强度、环境温度、工作电压、工作电流、占空比之间的小信号数学模型,详细分析采样周期在寻优过程中的作用机理。仿真和实验结果表明,该构建的光伏系统采样周期数学模型具有较高的可靠性和实用性。

基于电容电荷平衡的滞环控制策略

提出了一种基于电容电荷平衡的滞环控制策略,通过Buck变换器为例介绍了其工作原理。首先,利用状态空间平均法搭建其小信号模型,在此基础上,讨论了控制器参数对整个系统的影响,并和传统电压控制Buck变换器进行了频域仿真和结果对比分析,最后通过实验进行了验证。仿真和实验结果表明,提出的滞环控制策略比传统电压控制Buck变换器具有更快的瞬态响应速度和更好的抗干扰能力。

采用直接电流控制策略的MMC-UPFC小信号模型

基于模块化多电平换流器(MMC)的统一潮流控制器(UPFC)大多采用直接电流控制策略,为分析采用该控制时UPFC接入后系统的小干扰稳定特性,针对一般的3节点拓扑UPFC,推导了其外环控制器、内环控制器、MMC和直流系统的小信号模型,并给出了UPFC输出电流的线性化方程。进一步地推导了传统2节点拓扑UPFC的小信号模型,同时给出了UPFC模型与系统其余部分的组合方法,建立了系统整体的线性化模型。最后,通过对一个2机测试系统进行时域仿真和模态分析,验证了所提小信号模型的正确性。

利用瞬态信号建模技术估计换能器的稳态参数

本文简要介绍了瞬态信号建模技术 ,用瞬态建模技术计算得到了发射器的发送电压响应 ,其测试结果与自由场稳态测试结果一致性很好 。

准Z源逆变器的暂态建模与分析

为了研究准Z源逆变器的内在特性及Z源网络不同组件容量对逆变器动态性能的影响,对准Z源逆变器在电流连续模式下进行暂态建模与分析。采用信号流图的小信号建模方法对该逆变器的DC侧建模,获得控制与输出的传递函数,为准Z源逆变器设计控制策略提供理论依据。发现传递函数存在右半平面零点,说明逆变器具有非最小相位输出的特性。利用控制与输出的传递函数研究Z源无源组件对系统零极点的影响,进而研究对系统动态性能的影响,为设计者优化参数提供依据。仿真和实验验证小信号模型的正确性和分析的合理性。

基于极值点概率密度和听觉模型的瞬态信号提取方法研究

零件间的碰撞会诱发瞬态振动信号成分,所以发现和提取瞬态信号有助于设备故障的识别。人类听觉系统对于突发声音具有本能的敏感性,因此,基于听觉系统的运行机制提出了一种瞬态信号提取方法。提出了信号极值点幅值概率密度曲线中存在小幅值局部波动这一含瞬态成分信号的重要特征,并结合频带连续性和起始同步性做为瞬态信号提取的线索。基于三种线索,首先对信号进行Gammatone带通滤波、相位调整和极值点提取,继而计算各滤波信号极值点的幅值概率密度,并判断各滤波信号中是否存在瞬态成分,根据判断结果提取可能与瞬态成分有关的极值点,但因背景信号和干扰噪声的影响,所提取到的极值点会有一部分与瞬态成分无关,因此,将无关点分为四类并设计了相应的筛选方法。最终,利用筛选后所得极值点生成瞬态信号。数值仿真和实测数据验证的结果表明,所提方法对于瞬态信号提取具有良好的性能,且在干扰噪声和背景信号较强时也可实现较好的提取效果。

基于瞬态特征的钻削过程与监控信号映射模型

为实现批量钻削工序质量在线监测和分析,根据钻削加工特性、切削刃与工件的接触受力状况以及多维监控信号的分析,将一个钻削过程划分为7个阶段。通过分析实验中功率信号和声信号在钻削过程中各阶段的变化特征,采用离散RMS分析和离散求导方法进行特征识别,提取与钻削过程7个阶段相对应的功率和声信号变化特征点,并建立钻削过程与监控信号的特征映射模型。研究结果表明:该模型可在0.7%的时间误差范围内找到钻刃刃尖切入特征点,0.05%的时间误差范围内找到钻刃完全切入特征点,1.2%的时间误差范围内找到钻刃刃尖切出特征点以及1.1%的时间误差范围内找到钻刃完全切出特征点,因此,可在1.2%左右的时间误差范围内,建立监控钻削加工过程中功率信号和声信号与钻削过程在时间上的同步映射关系。该模型可用于钻削过程与监控信号映射机理的进一步研究。

基于模型参数识别法的小电流接地故障选线研究

由于故障电流小、电弧不稳定等原因,小电流接地系统单相故障选线问题始终没有得到彻底解决。文中提出了一种基于模型参数识别的小电流接地选线新方法,对每条线路建立其外部故障下的数学模型,利用零序电压、电流数据求解模型参数,依据得到的线路对地电容判断实际发生的故障是否符合所建立的模型,从而进一步识别出故障线路。经EMTP故障仿真和现场录波数据验证,该方法选线正确、有效,耐过渡电阻能力强,不受消弧线圈和间歇性电弧的影响,并且可以和馈线保护合为一体,满足自动化的要求。

V^2控制Cuk变换器建模与瞬态性能分析

将具有快速瞬态响应的V^2控制技术应用于Cuk变换器,分析了V^2控制Cuk变换器工作于电感电流连续导电模式(CCM)的原理。利用时间平均等效建模方法,推导包含输出电容等效串联电阻(ESR)的CCM Cuk变换器主电路传递函数。在此基础上,建立V^2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的精确小信号模型,详细推导控制-输出传递函数及输出阻抗,并从频域角度对比分析V^2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的瞬态特性。建立V^2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的时域仿真模型和实验电路,通过仿真和实验对比分析两种变换器的稳态和瞬态性能。研究结果表明:V^2控制与峰值电流控制CCM Cuk变换器具有相同的稳态性能;相比于峰值电流控制,V^2控制CCM Cuk变换器具有更快的负载响应速度。

基于混合仿真对高速电路电源网络的优化设计

随着遥感相机工作频率的提高,成像电子学系统中的电源噪声成为影响图像质量的一个重要的因素,过大的电源噪声会干扰所传输视频信号,并影响到成像的清晰度和系统噪声。传统设计方法仅通过"目标阻抗"来判断电源阻抗是否满足要求,缺少对电源噪声的准确分析,且该方法将电源/地网络(P/G网络)中的电流设定为负载最大电流,容易造成电源"过设计"的情况。为此,文章提出一种新型的电源设计方法,该法将信号分析和电源设计结合一体进行,通过建立混合仿真模型对电源噪声进行分析计算,该混合模型包含了信号的传输通道模型、P/G网络模型、器件封装模型,并将器件驱动端口翻转引起的电流变化以及信号产生的回流引入仿真模型中。通过仿真计算不仅可以得到电源的瞬态噪声,还能够根据计算结果进行降噪设计,有效的控制了P/G网络上噪声的变化,采用本方法可以有效控制去耦电容的添加数量,保证了电源完整性设计的有效性和可行性。

基于极值点概率密度和听觉模型的滚动轴承瞬态冲击信号提取方法研究

滚动轴承故障的一个重要特点是故障元件会诱发冲击响应振动成分,针对滚动轴承故障振动信号的调制特征和传统分析方法的复杂性,提出了一种基于极值点概率密度和听觉模型的滚动轴承故障特征提取方法。该方法首先使用Gammatone滤波器对滚动轴承故障信号进行带通滤波,相位调整,然后提取每个滤波通道的极值点,计算其概率密度函数并对其求导,通过导数中是否存在向上过零点判断是否存在瞬态冲击成分,继而提取相关的极值点,最后累加提取相关瞬态成分。考虑到滚动轴承振动信号中冲击成分在不同时刻振幅大小不同,分段对信号做处理,能够提取到因振幅较小而被忽略掉的冲击成分。将该方法应用到某型号线切割机床滚动轴承实测振动信号中,实验结果表明该方法能有效提取到滚动轴承故障信号中的瞬态冲击成分。

恒定谷值电流型变频控制CCM单电感双输出Boost变换器建模与分析

以工作于电感电流连续导电模式(continuous conductionmode, CCM)的单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Boost变换器为研究对象,提出恒定谷值电流型(fixed valley current mode,FVCM)变频控制技术。详细分析FVCM变频控制CCMSIDOBoost变换器的工作原理及工作时序,得到开关频率与主电路参数以及谷值电流参考值的关系式。采用时间平均等效电路建模方法,推导CCM SIDO Boost变换器的控制–输出、控制–电感电流、交叉影响阻抗等传递函数。建立FVCM变频控制CCMSIDO Boost变换器的小信号模型,计算闭环输出阻抗和交叉影响阻抗传递函数,并从负载瞬态性能和交叉影响特性两方面,与传统的共模–差模电压型控制进行对比分析。研究结果表明:与共模–差模电压型控制相比,FVCM变频控制提高了CCMSIDOBoost变换器的瞬态响应速度,抑制了输出支路间的交叉影响。最后,通过仿真和实验验证理论分析的正确性。

一种用AR模型参数自适应检测瞬态信号的新方法

本文研究AR 模型参数特征用于瞬态信号自适应检测的问题。本文依据AR 模型参数矢量长度为特征检测信号的思思,提出了一种具有良好地自适应抑制噪声扰动的参数估计方法,弥补了LS、SVDT 方法的不足。理论分析和实验结果均表明,本文的方法具有很好的AR 模型参数估计和瞬态信号检测性能。