FPGA实现滑动平均滤波算法和LZW压缩算法

针对数据采集系统高速长时间的采样和后端数据传输及存储能力有限的问题,提出基于FPGA的数据压缩解决方案。同时为平滑采集数据中的量化噪声,在进行数据压缩前采用滤波的预处理技术。介绍LZW算法和滑动滤波算法的基本理论,详细阐述用单片FPGA实现两种算法的方法。最终测试结果表明,该设计方案能够有效滤除数据中的高频噪声,同时也可获得较好的压缩比和压缩速度,具有一定实用价值。

滑动平均滤波算法对连斜测井仪小倾角方位测量精度的优化

随着石油行业的发展,对测井技术与测井仪器的要求也在不断提高。连斜测井仪作为测井作业中常用的一种仪器,其主要作用是监测石油钻井井深轨迹。通过连斜测井仪,可以非常精准的测量井身井斜角,方位角等参数。本文通过滑动平均滤波算法使连斜测井仪在小倾角姿态时,提高测量精度,满足用户对测井质量的要求。

一种基于双窗宽滑动滤波的i_p-i_q谐波检测算法

为了减小在负载突增条件下对谐波电流检测的影响,提出了一种在 ip-iq检测模型中基于双滑动平均滤波算法的谐波检测方法。建立了滑动平均滤波器的数学模型,推导出 dq 变换后谐波的存在形式,进而指出双滑动滤波方法在谐波检测上的优越性。利用 SIMULINK 搭建了无谐波和有谐波情况下的负载过零投切模型,对电网负荷投入时主干线路上的谐波电流进行了仿真。结果表明,采用双滑动平均滤波法提高了谐波电流检测的快速性并保证了稳态时谐波电流检测的精度,适应动态兼稳态过程,增强了系统的鲁棒性和抗干扰能力。

基于三滑动窗口的风电系统储能优化控制策略

储能系统应用在平滑风电功率波动上具有显著效果,为提高平抑效果及保障储能系统在不同波动情况下灵活安全运行,提出基于三滑动窗口的风电系统储能优化控制策略。首先,根据三种波动情况提出三滑动窗口,并得出并网参考功率;然后,将风功率的波动系数作为寻优变量,结合滑动平均滤波算法与麻雀搜索算法建立系统模型,计算最优风功率波动系数,得出最佳并网功率;最后,提出一种基于功率修正系数的SOC维持算法,满足平抑要求的同时减少储能系统的过充过放。为验证所提方法的有效性,在Matlab R2020a中进行了仿真分析。结果表明:所提控制策略能够根据功率波动情况自动切换窗口宽度,显著平滑功率波动,规避储能设备无节制充放电,维持荷电状态为设定值,实现风储互补控制系统稳定安全运行。

矿用粉尘检测系统的算法研究

矿井中对粉尘浓度进行大范围内的检测,运用了无线传感器网络,针对网络耗能大、寿命有限及精度低等问题,对经典蚁群算法进行改进,使用其对反向传播(BP)神经网络进行优化,然后应用在无线传感器网络中进行数据融合。由于系统采集到的电压信号波动较大,采用滑动平均滤波算法进行处理,实验结果表明该算法能去除冗余数据,进而减少网络数据通信量,提高系统实时性,降低能耗,延长寿命,提高了系统精确度。

计及衰减直流分量的基波幅值相位实时检测

电力系统的瞬时性故障易产生暂态衰减直流分量DDC(decaying DC component)、高次谐波等干扰信号,有效滤除干扰信号以实现电压基波幅值相位的快速、准确检测,对于提升电能质量非常重要。为此,基于三相畸变电压信号的周期性和半波对称性,提出在abc坐标系下对畸变电压分别延迟半周期、全周期采样,实现DDC分量的单位周期检测。其次,针对同时含有DDC与高次谐波的畸变信号,在dq旋转坐标系下将DDC检测算法与滑动平均滤波算法结合,实现单位周期同时滤除DDC与高次谐波分量。最后,将所提检测算法与电压相位开环算法结合,通过搭建RT-LAB半实物实时仿真平台对基波电压幅值相位进行检测验证。实验结果表明:在dq坐标系下同时滤除DDC与高次谐波干扰信号的检测算法响应时间仅为20 ms,验证了所提算法的有效性以及分析结论的正确性。

煤炭产量远程监测系统数据采集模块的设计

为了适应当前矿井煤炭生产信息化的发展进程,解决煤炭产量监测系统数据采集速度慢以及计量精度低的问题。提供了一种基于uC/OS-Ⅱ操作系统和滑动平均滤波算法的煤炭产量远程监测系统的数据采集模块的设计方法。现场实验表明:该数据采集模块实时性强,精确度高,满足矿井生产现场对于数据采集速度与计量精度的需求。

感知传感器的高精度高分辨率采集系统设计

随着小型化、高精度、低功耗、智能化感知传感器的快速发展,传统采集系统已无法满足高精度要求。设计一套能够测量感知传感器输出微弱电信号的高精度高分辨率采集系统,该系统选用了CortexM4系列处理器STM32F411与分辨率为24位的串行模数转换芯片AD7714,提出了一种基于改进型滑动平均滤波算法的滤波方案。详细介绍了该系统的软硬件设计方案,最后利用模拟感知传感器进行了原理样机的静态精度测试,测试结果表明,基于感知传感器的高精度高分辨率采集系统能够满足高精度、实时性好、稳定可靠的设计要求。

基于F2812高精度抗震动电子天平系统设计

采用F2812作为主控制器,对高精度、低成本、抗震动的电子天平系统进行设计。利用F2812高速运算能力,对AD转换后的称重数据进行数字滤波,通过程序判断有无加卸载称重样品,对滑动平均滤波算法进行改进,不仅提高了电子天平的称重精度,又加快了称重速度。为使其能在地表震动、温度变化频繁等恶劣环境中稳定工作,对电子天平增加了震动和温度补偿,改善了称重系统的动态稳定性。基于VC++开发了电子天平上位机监控软件,方便工作人员在主控室中对电子天平实时称重信息进行监测、补偿模式进行远程控制和查询历史数据。

一种改进型基于二阶广义积分器锁相环的电网电压同步信号检测方法

针对基于双二阶广义积分器锁相环(Daul Second-Order General Integrator PLL,DSOGI-PLL)无法滤除直流分量和对低次谐波分量衰减能力较弱的问题,对DSOGI-PLL进行改进。通过在基于SOGI单元的移相电路中引入求差节点的方法来滤除直流分量;通过分析不同次数的谐波经过dq变换后的特点,采取平均滑动滤波(Moving Average Filtering,MAF)对谐波进行滤除。利用MATLAB 2019b软件搭建仿真模型,仿真结果表明,改进后的DSOGI-PLL能有效滤除电压中的直流分量和谐波分量,在电网电压受到扰动的情况下能快速准确地提取电网电压同步信息。