基于自适应频率跟踪的基波提取算法应用研究

为了消除基波提取中频谱泄露和栅栏效应的影响,实现快速准确地提取基波分量,完成校验仪比差、角差的精确计算,在互感器校验仪自动检定系统中采用基于自适应频率跟踪的基波提取算法来完成基波提取。在互感器校验仪自动检定系统自动检定的过程中,待检校验仪采集检定装置输出的信号并提取信号的基波分量,计算出比差、角差值。系统上位机对计算结果进行比较分析,判定出该待检校验仪对互感器的检定效果。仿真实验表明,该基波提取算法可以稳定地跟踪频率缓变,跟踪误差控制在0~0.02 Hz之间;该检定系统对比差和角差的检定精度分别达到0.002 8%和0.012%,即系统检定精度可以达到0.05级。检定结果表明该算法可以实时跟踪和记录电网频率为50,50.5Hz时的微小波动状况,同时克服因波动引起的基波频率缓变,从而大大提高基波分量提取的准确性。研究结果表明该基波提取算法在互感器校验仪检定工作中具有一定的有效性和实用性。

自适应微机保护数据采集的频率跟踪

针对电力系统中因频率变化而引起的微机保护数据采集及误差计算,分析了基于硬件测频和傅氏算法测频两套方案的特点,提出了硬件测频和傅氏算法测频相结合的自适应频率跟踪方案,当线路中高频分量很大影响正确测频时,即时启动软件测频方案,以保持频率跟踪的正确性,并对自适应硬件测频和傅氏算法测频方案进行了数值仿真,其结果表明基于该自适应频率跟踪的数据采集方案可快速精确测量电力系统中的频率、电压、电流等信号,提高了微机保护装置的灵敏度和防误动能力.

基于改进FFT变换的地铁电网谐波监测系统虚拟仪器化设计

针对地铁电网谐波具有频率波动及半波对称的特性,以及传统硬件检测方法功能单一、灵活性差等缺点,文中提出了一种改进FFT算法,并在该算法基础上设计并开发了基于虚拟仪器的地铁电网谐波监测系统。该系统硬件采用PC-DAQ结构方案,在一定硬件设备的基础上,增加虚拟仪器开发平台。系统软件采用LabVIEW2009,运用LabVIEW强大的函数库实现数据采集、频率跟踪及谐波分析、数据动态显示等多种功能。改进FFT算法在MATLAB中仿真表明,该算法是传统FFT运算量的一半,提高了运算速度;软件测试表明,该系统能够实现预期功能,并具有检测精度高、实时性及扩展性好等优点。[1-2]

一种具有半波对称特性的电网谐波检测方法研究

针对一类电力系统的测试信号具有半波对称特性,提出了一种改进FFT算法.该算法在传统FFT算法的基础上省去了偶次谐波分量的计算,只分析奇次谐波,计算量是传统FFT的一半,大大提高了谐波的分析速度.在此基础上,为解决因非同步采样所导致的频率泄露问题,通过引入基于该改进算法的自适应频率跟踪流程,从而实现对这类电网谐波快速、精确的分析.MATLAB仿真结果表明,该算法响应速度快、实时性好、测量精度高,可有效地抑制电网频率和相位的突变影响,是一种工程实用方法.

基于单片机和ARM的变电站互感器极性智能检测系统分析

研制了一种针对全站互感器极性检测的系统,针对现有传统变电站特点,在主变前和主变后分别放置激励源,在配电室和继电室进行二次侧数据采集,通过将一次侧信号与二次侧信号比较得出互感器极性情况。介绍了检测方法的基本原理和一二次侧硬件、软件组成,试验结果表明,可以智能检测出互感器极性的正确性,提高工作效率。

一种基于电磁感应原理的角位移参数测量方法

针对目前常规弹药弹体研究领域角位移参数大动态和高精度的测量需求,提出了一种基于电磁感应原理的角位移参数测量方法,并设计了相应的角位移传感器。采用感应线圈获取弹体大转速动态范围内切割地磁场的信息,通过边沿检测和脉冲计数相结合的自适应闭环频率跟踪测量算法测量弹体旋转过程中的实时角位移参数信息,并采用周期清零的方式,消除累积误差。半实物和实物仿真试验结果表明:该角位移传感器不仅能够测量大动态范围内的角位移,拓宽测量范围从600°/s^36 000°/s,而且完全消除了测量过程中的累积误差。测量误差小于0.220%,累加误差最大只有0.2°/s,实现了对弹药弹体角位移参数的实时、高精度测量,在姿态测量和地磁导航等应用领域具有一定的工程应用价值。

基于交流励磁的高旋载体转速测量传感器

针对陀螺仪等惯性器件测量高旋弹转速时,存在累积误差大、测量范围受限的问题,提出了基于交流励磁的高旋载体转速测量传感器。该传感器利用法拉第电磁感应原理,采用三轴"弯工型"感应线圈,获取弹体大转速条件下切割地磁场的信息,通过自适应闭环频率跟踪测量算法实时解算高旋载体的旋转速度。试验验证表明,该传感器不仅能够测量大动态转速范围内的转速信息,而且消除了累积误差,满足高旋弹大转速、高精度的测量要求,对常规弹药弹体改进和弹丸的设计研究具有一定的工程应用价值。

高精度角速率参数测量方法设计

针对目前武器弹药研究领域对高旋弹角速率测量范围宽、测量精度高的需求,提出了一种基于电磁感应原理的角速率参数测量方法,并设计了相应的传感器。利用现场可编程门阵列（FPGA）作为控制核心,构建角速率频率跟踪测量模型,实现对弹体角速率参数的测量,并采用周期清零的方式消除测量过程中的累积误差。仿真试验结果表明：该测量方法能够实现大动态范围1～100 rps的角速率测量,测量误差小于0.3%,满足高旋弹大转速、高精度的测量要求,在姿态测量和空间导航等领域具有一定的工程应用价值。

Fuzzy control on automatic frequency tracking of ultrasonic vibration system with high power and high quality factor Q

In order to realize automatic tracking drift of resonance frequency of ultrasonic vibration system with high power and high quality factor Q, adaptive fuzzy control was studied with a self-fabricated ultrasonic plastic welding machine. At first, relations between amplitude of vibration and frequency as well as main loop current and amplitude of vibration were analyzed. From this analysis, we deduced that frequency tracking process of the vibration system can be concluded as an optimizing problem of one dimensional fluctuant extremum of main loop current in vibration system. Then a method of self-optimizing fuzzy control, used for the realization of automatic frequency tracking in vibration system, is presented on the basis of serf-optimizing adaptive control approach and fuzzy control approach. The result of experiments shows that the fuzzy self-optimizing method can solve the problem of tracking frequency drift very well. Response time of tracking in the system is less than 50 ms, which basically meets the requirements of frequency tracking in ultrasonic plastic welding machine.