基于多次滑动均值滤波的混合储能功率分配与定容研究

为了解决混合储能系统功率分配时因模态混叠导致功率分配不精确、储能系统成本过高的问题,提出一种多次滑动均值滤波(MMAF)的功率分配方法用于削弱模态混叠现象,降低混合储能成本。首先,获取满足平抑要求的混合储能最小总功率指令,采用MMAF算法对其进行滤波,获得蓄电池与超级电容各自的功率指令,引入Pearson相关系数量化模态混叠现象,作为判断滤波次数和每次滤波滑窗大小的指标,将蓄电池和超级电容各自的功率指令作为储能定容的可行域,考虑电池荷电状态约束求取储能适配的最小额定功率和额定容量;然后,基于等效运行时间建立蓄电池全寿命周期量化模型,为经济性分析提供依据;最后,以改进的混合储能全寿命周期成本模型验证了该文方法可以有效地限制模态混叠,降低混合储能系统成本。

基于均值滑动滤波算法和STM32电子秤的设计

为了提高电子秤的抗干扰性和数据的准确性,介绍基于均值滑动滤波算法和STM32电子秤的设计。选用电阻应变片构成的惠斯通电桥传感器采集重物信号,24位HX711 A/D模块完成电信号的放大和转换,在STM32内实现软件滤波,采用滑动均值滤波算法,减小误差,提高数据的准确度。通过软硬件结合的方法进行校正。矩阵键盘输入控制指令实现设置单价、计算物品金额并实现金额累加和去皮等功能。实验测试表明,该电子秤测量范围是0~500 g,误差不超过±1 g,称重反应灵敏,5 s左右读数稳定。

均值滤波和形态学在振荡脉搏波提取中应用

目前,市场上85%以上的电子血压计均采用振荡法进行血压测量,振荡法血压测量的关键步骤就是从原始的采集信号中提取出纯净振荡脉搏波用于血压计算.本文将采用自己研制的基于上气式的血压数据采集装置进行数据采集,针对采集过程中由于电机振荡、呼吸以及身体移动和电子元器件温度变化等因素所引起的高频噪声和基线漂移,提出了滑动均值滤波和数学形态学结合的去噪方法.经过实验验证表明,该方法有效地去除了振荡脉搏波中的高频噪声和基漂信号;通过信号频谱分析表明,明显降低了信号高频段的幅值,信噪比得到了良好的改善,提高了血压测量的精度.

基于混合滤波算法的力传感器信号噪声处理

为了解决六维力传感器输出信号不可避免地会被随机噪声干扰而造成准确性不佳的问题,从力传感器的简化模型出发,设计了一种基于自适应卡尔曼滤波和滑动平均值滤波的混合滤波算法。采用改进的卡尔曼滤波算法,引入渐消因子来加大当前观测量的权重,减小初始偏差带来的影响,同时将新息方差引入卡尔曼增益中来动态调整预测模型,降低过程噪声和测量噪声的干扰。最后进行滑动平均值滤波处理,得到最终的滤波数据。实验比较结果表明,混合滤波算法性能更好,有效地滤除了干扰信号,提高了传感器输出信号的稳定性和平滑性。

标签检测抗干扰数字滤波方法研究

电子标签检测系统在工作环境中容易受到工频干扰和脉冲干扰的严重影响,会使测量结果出现较大偏差,甚至导致对标签质量是否合格做出错误的判断。为此提出了将滑动均值滤波和尖峰脉冲干扰滤波相结合的数字滤波方法,对标签的采样值进行滤波处理。实践证明,采用该方法后,使得标签质量是否合格的误判率降到千分之一以下,很好地解决了电子标签检测系统的抗干扰问题,显著提高了系统的稳定性及可靠性。

一种单相有源电力滤波器谐波检测方法

介绍了单相有源电力滤波器的基本原理,提出了一种单相电路的谐波检测方法,通过构造两相系统,把基于瞬时无功理论的ip-iq法应用于单相系统的谐波检测,直流分量提取环节采用滑动均值滤波的方法,可以有效利用历史数据,减小了计算量。且易于数字控制,实时性好,同时输出控制采用三角波比较方式,有效减小了输出的谐波。Matlab仿真结果表明,所提出的检测方法构成的单相有源电力滤波器具有良好的补偿效果。

改进谐波检测法在三相四线制有源滤波器中的应用研究

为提高有源滤波器谐波电流检测的跟踪速度和精度,对传统FBD检测方法进行了改进。结合FBD检测方法和瞬时无功理论,实现三相四线制电容分裂式有源电力滤波器上下电容的均压控制;为提高谐波电流的检测精度和动态响应速度,利用滑动窗口均值滤波方法替代原有的低通滤波器,对有源电力滤波器的补偿效果有很大的提高。最后通过仿真分析比较,验证了改进方法有效性和可行性。

基于LSTM-TCN的综采工作面顶板压力预测

顶板压力预测大多都使用1台液压支架的压力数据,缺乏相邻支架的压力相关性,基于相邻多台液压支架信息融合的LSTM-TCN模型预测一支架下一时刻的压力值。实验结果表明,该模型相比LSTM和TCN单支架预测模型,RMSE压力误差分别减小了12.3%和13.4%,MAE压力误差减小了10.3%和26.6%。

磨加工主动测量仪中的数字滤波设计

针对磨加工主动测量仪中数字滤波方法的技术要求和特点,设计了基于圆度误差的限幅滤波方法,研究了采样数据是否有效的判断原则,提出先预测最新采样点的理想测量值,然后结合圆度误差确定限幅区间;预测值采用简单的一元线性方程推导,分析得出预测值是以理想值为期望的正态分布随机数,采样长度值Z的合理范围为(7~20);分析了限幅条件偏差值与圆度误差值的关系,以及采样长度值Z与最大限幅比、限幅条件偏差值和有效判定率的关系。结合常见的滤波方法技术特点,设计了适用于主动测量仪的滑动加权均值滤波方法。最后采用Visual Studio 2008开发平台和C#编程语言仿真验证了所设计数字滤波方法的可行性。

桥梁振动变形监测的加速度实时重构动态位移算法

针对现有加速度积分算法实时处理困难、存在漂移误差的问题,构建一种基于递归高通滤波器的加权滑动均值滤波方法。利用递归高通滤波器降低原始加速度与积分所得位移的低频误差,通过加权滑动均值滤波器消除两次积分过程中残余误差引起的趋势项,基于频域积分使用先验数据求取最优滤波参数,实现利用加速度数据实时重构桥梁的振动位移。多组模拟数据和两组实测数据测试结果表明:在保证实时解算的条件下,重构动态位移精度均优于1mm。研究结果表明该方法具有较高的精度,可为桥梁振动实时变形监测提供新方案。

双自由度PID-Ⅲ型锁相环在新能源系统的应用

针对电网故障(电压跌落、频率跳变、谐波、其他扰动等)对锁相环相位检测快速性和准确性产生很大影响的问题,文章提出一种基于双自由度PID补偿的快速准确跟踪配电网电压相位信息的锁相环技术,并结合Ⅲ型系统内模特性,给出了双自由度PID补偿器5个参数的设计方法,最后运用MATLAB/Simulink与两种传统的锁相环技术进行仿真对比。结果表明,文章所提锁相环技术能够抑制谐波、直流分量和不对称分量对锁频环的影响,利用PID微分补偿环节显著提高了响应速度,同时实现无静差跟踪加速度信号。

蓄电池-超导磁体储能系统平抑间歇性电源出力波动的研究

分析了使用蓄电池-超导磁体混合储能系统平抑间歇性电源出力波动的基本原理,给出了电源并网装置和混合储能装置的拓扑结构以及二者间的接口电路。设计并实现了基于中央控制单元和本地控制单元双层控制结构的储能控制系统,中央控制单元使用滑动平均滤波器分离功率指令中的低频成分再指派给蓄电池承担,并将剩余快速变化分量分配给超导磁体承担;本地控制器使用PI控制规律控制蓄电池和超导磁体分别跟踪功率指令和电压指令。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所设计系统与控制方法的有效性。

基于变分模态分解的暂态扰动波形去噪算法

针对经验模态分解去噪时存在的模态混叠问题,提出一种变分模态分解与滑动均值滤波相结合的去噪算法。首先通过寻找变分模型最优解将含噪信号分解成若干个固有模态。然后利用相关系数准则确定最优分解层数K以及其对应的相关模态,并用滑动均值滤波器对非相关模态进行处理以得到其中的有用分量。最后基于相关模态和非相关模态中提取的有用分量构造去噪后的信号。仿真表明,与经验模态分解去噪和小波去噪相比,所提出的算法能够在更有效去除暂态扰动中噪声的同时,保留暂态扰动中的特征信息。

基于STM32的实验室空气监测与净化系统设计

针对实验室室内环境复杂,空气污染物监测环节比较薄弱的问题,设计了基于STM32单片机的实验室空气监测与净化系统。该系统硬件部分使用多种传感器对空气中的气体污染物浓度进行实时检测,同时使用多点监测的方式来提高实验室内空气参数采集的正确性。软件部分使用滑动均值滤波来对采样结果进行处理,使得采样结果更加准确,并通过对实验室室内环境数据进行风险评估,有针对性地对室内环境进行自动调节,最后通过设计的上位机控制软件记录实验室内异常,使得系统更加智能化,有效地提升了实验室的室内环境安全。

基于STM32的扬声器定心支片顺性测量系统设计

针对传统的扬声器定心支片顺性测量仪线性范围判断不准确以及无法进行动态测量的问题,设计了一种定心支片顺性测量系统。该系统以STM32F407单片机为核心,硬件部分通过运动控制电路和数据采集电路实现了自动测量的功能,并使用低电压纹波的线性直流稳压电源使得采样结果更加准确。软件部分通过滑动均值滤波算法来减小输出误差,并采用了最小二乘法来提高拟合优度,最后通过线性逼近法来获得定心支片的线性范围。实验结果表明,该系统具有较高的分辨率,能准确获得定心支片的顺性曲线和线性范围。

基于ARM的实验室数字源表设计

设计了一种以ARM Cortex-M4为核心的数字源表。通过数模转换芯片AD5422实现电压、电流源输出,输出精度在0~10 V,0~20 mA范围内达到五位,误差在0.02%以内;通过模数转换芯片LTC2440实现对电压、电流、电阻的测量功能,测量精度达到六位半,其中电压测量误差小于0.003%;信号的测量经选通放大后由ADC进行采样,采用滑动均值滤波滤除采样干扰,最小二乘法校准采样数据;测量和输出数据在LCD上显示。本数字源表成本低,集成度高且方便操作,适合在电子信息类本科教学实验中广泛使用。

GPS驯服铷钟频标数据处理方法研究

采用时间数字转换技术,设计了基于嵌入式计算机、高精度DA转换器、时间数字转换芯片和计算机测控软件的GPS驯服铷钟结构方案。对GPS定时信号进行测量和统计分析,根据其短期抖动量较大和长期平均无漂移的特点,对驯服铷钟的噪声滤波算法、频率偏差的解算方法、铷钟控制算法策略进行研究,提出了一种结合算术平均、滑动平均值滤波和最小二乘法拟合的数据处理方法和分部控制策略,克服了GPS定时信号脉冲抖动对驯服效果的影响,提高了驯服速度。用摩托罗拉M12TGPS接收机进行了实验,结果表明,系统具有较好的短期稳定性,在有效跟踪GPS9小时后,铷钟的平均频率准确度达到3×10-12量级。

单相系统瞬时谐波及无功电流检测方法研究

针对单相系统的谐波和无功电流的检测,给出了一种实时谐波电流和无功电流检测方法,可根据需要检测出谐波电流、无功电流以及两者之和。利用三角函数的相关特性进行计算可以获得负载电流中有功电流和无功电流的幅值,再利用低通滤波器就可以提取出该直流分量,即可得到需要的有功分量和无功分量。主要分析了两种低通滤波器的特性,并选择了性能优越的滑动均值滤波器进行了实验研究。给出了实验软硬件设计的过程,该算法在单相系统应用中具有硬件电路简单、实时响应快和检测准确度高等优点。实验验证了该方法的可行性和有效性。

基于MCGS组态的艾奇逊炉功率自动控制系统

针对石墨化生产过程的需要,采用MCGS组态软件作为软件开发平台,研究与设计了一种基于MCGS组态的新型艾奇逊石墨化炉功率自动控制系统。该系统采用工控机作为控制主机,使用RS485总线技术构建控制系统的结构,替代原有人工或半自动控制系统实现了艾奇逊炉石墨化过程的电功率自动控制。该系统在湖南某公司的锂离子电池负极材料石墨化生产线运行历时一年多,完成了120炉次以上的生产。运行效果表明:系统操作简单、性能可靠,石墨化产品质量稳定,单炉次的石墨化能耗下降约6%,能可靠恢复异常断电时的系统运行状态,并表现出很好的鲁棒性和适应性。

适用于微网并网控制技术的改进型EPLL算法研究

快速准确的锁相环技术是保证并网系统安全、可靠并网的关键。针对传统EPLL的固有缺陷,设计了一种改进型EPLL算法,适用于以分布式电源为主的微网并网控制技术。首先,推导出输出电压频率和输入电压幅值之间的耦合关系,使用数学公式进行近似解耦。其次,搭建误差信号的成本函数,利用梯度下降法设计直流偏移量的估算环路,通过闭环负反馈回路消去输入信号中的直流偏置。然后,在锁相算法的所有估算环路中引入滑动平均值滤波器MAF(moving average filter),以增强控制系统的高频谐波抗干扰能力。最后,在Matlab/Simulink软件中搭建了单相锁相环算法的仿真模型,进行对比分析。仿真结果验证了所提算法的正确性和可行性。