基于IEC标准和全相位谱分析的谐波间谐波检测方法

IEC 61000-4-7:2002标准推荐的谐波间谐波测量新方法在同步采样下对非平稳信号具有良好的测量精度,但在非同步采样下测量精度较差,在各次谐波和间谐波相对相位变化下测量值会不同。为提高IEC新方法测量精度并保持测量值恒定,提出基于IEC新方法与全相位谱分析相结合的改进方法。该方法利用全相位谱分析具有优良的抑制频谱泄漏和相位不变性特点,实现在非同步采样下对多种典型非平稳信号谐波间谐波的精确测量,并与IEC新方法和传统加二阶余弦窗IEC新方法对比。仿真结果表明,所提出的改进方法非常适用于在非同步采样下谐波间谐波测量,即使各次谐波和间谐波相对相位出现变化,测量值仍然具有较高的精度并能保持恒定。     

基于LabVIEW的阵列感应多频信号发射与接收特性研究

主要研究阵列感应测井仪多频信号的发射与接收机理.首先推导方波信号的傅里叶展开公式,证明方波与奇次谐波之间的分解和合成是可逆的.然后利用LabVIEW软件仿真无噪声时基于8个奇次谐波信号的阵列感应仪的多频信号发射与接收特性.结果表明,8个谐波合成发射近似方波,而接收不是方波,但具有提取方波信号的特征信息.最后研究含噪声时的发射和接收特性.通过仿真表明将堆栈技术和傅里叶变换结合起来可以有效消除接收信号中的各种随机噪声.研究成果对多频阵列感应测井仪器传感器的设计与实现具有重要的实际意义.     

非标准视频信号的同步信息的自动提取分析

非标准视频信号的同步信息是一种分层次的全自动的提取算法,其算法是通过垂直投影水平微积分、Hough变换和Halt小波变换等方法来进行的,通过这些方法可提取出视频信号的漂移图像和倾斜图像,并通过这些图像的相位差来对视频信号进行自动的识别。这种算法是由频谱分析、自动锁相、行频细调以及行频粗调这四个阶段来构成的。在这种算法的基础上可以精确地算出视频信号的行频参数,应用这种算法可以快速的体现计算机在对视频限号的提取时对外辐射的电磁泄漏现象。     

基于DFT算法的单相数字锁相环

离散傅里叶变换(DFT)算法可以方便提取信号的幅值和相位,通过仿真和理论推导,深入分析基于傅里叶变换(FFT)的锁相环,并研究了其数字实现方法,即基于DFT算法的锁相环.此锁相方式在同步信号中有谐波或多个过零点时仍能正常工作,有较高的精度.仿真和实验结果证明该技术是可靠可行的.     

基于双谱分析的大型汽轮机振动故障特性提取

汽轮机轴系振动通常以与转速同步的频率(基频)及其谐波成分为主,具有典型的亚高斯信号特征,多数轴系故障均表现为某些谐波成分的变化,并且谐波间存在一定程度的非线性耦合作用,使得基于二阶统计量的功率谱分析技术在故障原因分析和特征提取方面受到限制。该文针对大型汽轮机组在实际运行中出现的某种具有半频特征的不稳定振动现象,将高阶谱应用于实测轴系振动信号分析,通过对比分析稳定状态和不稳定状态下振动信号的双谱和1(1/2)分数维谱,确定引起不稳定振动的半频成分的非线性谐波耦合特性。在此基础上,提出采用双谱的边际谱以及1(1/2)分数维谱中对应成分作为特征值,对不稳定振动现象的变化趋势进行监测。分析结果表明,这种特征提取方法可以更加明显地表现异常振动的变化,具有故障反映灵敏度高的特点,并可以有效抑制测量振动信号中的高斯噪声,可以为自动故障诊断提供更有效的特征参数。     

数字信号处理技术在高含沙量流体流量计中的应用

笔者采用数字手段去测取超声波信号的频差，通过频差法可得出流体的平均速度，进而获得高含沙量流体的流量。数字信号处理技术首先必须将回波信号的平均频率参数离散化。在计算的过程中，一般采用DHT处理技术，但直接用DFT进行谱分析和信号实时处理又不切实际，所以我们使用了分裂基FFT。本文编写了基于分裂基FFT算法的频谱计算程序，并设计了基于DSP(TMS320F206)的硬件系统，对含沙量20％的渠水进行实测取得了令人满意的结果，精度可达99％。     

采用数字技术的小电流接地选线和故障定位装置

小电流接地选线装置准确性差一直是困扰厂家和用户的难题.介绍了一种基于外加信号法的新型小电流接地选线装置,该装置针对目前模拟装置在信号源及选频方面存在的缺点,综合当前先进的电子技术和计算机技术,采用了数字信号源技术、数字选频技术等关键技术,从根本上解决了模拟电路由于温度漂移,元器件老化所产的频率不准,频率不稳定的缺陷.现场运行结果证明该装置是小电流接地选线的理想设备.     

瞬时测频新技术研究

本文提出了两种瞬时测频技术的研究应用,数字计数瞬时测频和注入锁相测频技术。数字计数测频技术利用高速ECL电路,实现对高速脉冲进行直接测频。注入锁相测频技术利用注入锁相振荡器将注入信号的频率信息转换成相位信息,通过对相位量的测量实现对输入信号频率的瞬时测频。     

基于虚拟仪器技术的电力谐波失真分析

利用LabVIEW设计了一款具有信号仿真设计、数据处理、波形显示与存取等功能的谐波分析仪。对电力系统方面存在的谐波失真信号进行仿真分析,数据处理模块实现了频谱测量、谐波分析和功率谱分析的功能。谐波分析采用了FFT算法,对信号不加窗和加窗经过参数测量后分析,加入窗函数可减少频谱泄漏,提高测量精度,从而验证了谐波分析仪设计的合理性和可行性。     

新型全数字锁相环的逻辑电路设计

设计出一种新型全数字锁相环(enhancedphase-lockloop,EPLL)的逻辑电路。该电路基于轨迹跟踪原理实现与交流基波成分的同步,其锁相速度快,精度高。同时,为兼顾锁相速度和稳定性的设计要求,提出调节EPLL动态参数的新方法,获得具有优化结构的全数字锁相逻辑电路。锁相跟踪实验验证了该锁相环技术的性能,证实了其在提取和分析谐波方面的有效性。     

基于采样频率自适应的高精度谐波分析软件算法

采样不同步产生的同步误差是造成频谱泄漏和影响谐波分析准确性、检测精度的重要原因。本文提出一种基于采样频率自适应技术的软件算法,通过采样数据计算得到信号较为准确的实际频率,并根据实际频率动态调整采样的时间间隔,实现采样频率的自适应,从而减少同步误差,降低频谱泄漏的影响。该软件算法实现简单,精度较高,对于频率变化较缓慢的电力信号能够明显地提高测量精度。仿真结果验证了算法的特性,给电力系统高精度谐波分析提供了一种有效的方法。     

The PC/video connection

The personal computer (PC) is an integral part of our life. Television (TV) and PCs have a common origin in electronic technology. With respect to pictures and sound, TVs are an analog technology; PCs are digital. The analog video signal can be converted to digital information for storage in the computer memory or displayed on the computer monitor. An example of advancing technology is the video conferencing industry (remote conferencing). It is becoming an alternative to expensive and time-consuming air travel. The video and audio are transmitted using complex equipment, and expensive and relatively scarce high bandwidth satellite channels. Combined, video and computing can take technology even further, for instance into the operating room. Video can be used with a computer for teleconferencing the surgery. This would be especially beneficial in the area such as laparoscopy. A video used with the computer provides two distinct advantages. The ability to interact with a remote viewer (e.g. teleconferencing an operation), and the improved instructional value. We consider the state-of-the-art technology that video and computing can create and use. To do this, each aspect of each technology is reviewed     

A software sampling frequency adaptive algorithm for reducing spectral leakage

Spectral leakage caused by synchronous error in a nonsynchronous sampling system is an important cause that reduces the accuracy of spectral analysis and harmonic measurement. This paper presents a software sampling frequency adaptive algorithm that can obtain the actual signal frequency more accurately, and then adjusts sampling interval base on the frequency calculated by software algorithm and modifies sampling frequency adaptively. It can reduce synchronous error and impact of spectral leakage; thereby improving the accuracy of spectral analysis and harmonic measurement for power system signal where frequency changes slowly. This algorithm has high precision just like the simulations show, and it can be a practical method in power system harmonic analysis since it can be implemented easily. __________ Translated from Journal of North China Electric Power University, 2005, 32(6): 5–8 (in Chinese)     

数字视频信号测量与基带传输的研究

针对数字视频信号与基带传输测量专业设备昂贵的问题,提出了使用标准示波器、频谱分析仪和矢量网络分析对数字视频信号在时域的眼图和频域的频谱进行分析及测量方法,给出了具体仪器进行实际的测试结果和分析图形。具体对数字基带信号在同轴电缆传输的设计冗余量处理进行了研究分析,根据具体的同轴电缆均衡芯片指标计算出比电缆厂家提供数据更长的同轴电缆传输距离,实际测试数据验证了用均衡芯片指标计算的同轴电缆传输长度更准确。     

基于卷积窗的电力系统谐波理论分析与算法

研究卷积窗在电力系统高精度谐波分析中的应用,并将卷积窗与现有的著名窗函数进行比较.结果表明:与具有相同主瓣宽度的其它窗函数相比,当采样同步误差较小时,卷积窗具有最小的频谱泄漏效应,因此特别适合于电力系统的高精度谐波分析.由于所提出的方法能够通过实时改变采样间隔来进行频率跟踪,从而保证采样同步误差较小.该加窗算法的特点是测量精度极高、算法简单且适用于频率缓变的周期信号.     

同步旋转坐标谐波检测法的数学建模及数字实现

对同步旋转坐标谐波检测法建立统一的正、负序数学模型,在此基础上对其进行定量研究和参数优化设计。针对同步旋转坐标谐波检测法数字实现中存在的采样延时与数字量化误差之间的矛盾,提出一种基于高采样频率的多级指数平均值低通滤波器,该数字低通滤波器能降低量化误差,提高谐波检测精度,算法简单,能实现同步旋转坐标(synchronous reference frame,SRF)谐波检测法的优化设计。仿真和实验都充分证实该文理论分析的正确性和所提出的数字低通滤波器的实用性。     

多媒体测试技术的研究

提出了一种以多媒体工业控制机进行信息实时采集及处理的方法，利用多媒体工业控制机对电机的相电压、线电流、转速等信号进行实时采集、存储并对其进行信息处理，同时利用多媒体功能，可以随时对现场声音信号进行记录和对视频图像进行捕获，并与采集的电压、电流、转速等信号数据形成一个综合数据文件，然后由信息处理软件处理，并给出实测波形。     

光电式数字静电电压表的研究

介绍应用现代光电技术、计算机技术等来实现静电电压的数字化测量。通过CCD技术和浮动阈值的方法实现对视频信号的二值化处理并通过计算机进行数据读取;研究实现了由目测表盘刻度到计算机读取电压值的转变。     

双向牛顿插值的电力系统谐波分析方法

在电力系统谐波分析的过程中,由于非同步采样使信号在进行FFT变换的过程中产生频谱泄露和频谱混叠,分析精度大大降低。现有的加窗FFT谐波分析方法虽然能在一定程度上抑制频谱泄露,但存在插值修正公式复杂、不同频率成分检测互相干扰的缺点。提出了一种基于双向牛顿插值同步化采样序列的电力系统谐波检测方法。在非同步采样情况下,利用正向牛顿插值计算得到信号基波的周期,然后根据计算所得周期设置新的插值点,再利用反向牛顿插值得到该处的信号幅值,使得调整后的采样序列近似于同步采样情况下获得的采样序列,从而减小傅里叶分析时的频谱泄漏。仿真结果表明,该方法能够很好的解决频谱泄露的问题,相较于经典窗函数插值谐波分析方法,具有较高的谐波检测精度。     

基于同步相关滤波技术的谐波检测方法研究

为实现有源滤波装置补偿电流的准确、实时跟踪,电流的实时检测是关键。传统的各种谐波检测方法特性各不相同,但它们都仅适用于电压基准比较明确场合。将基于频谱搬移原理的同步相关滤波技术应用于电力系统谐波检测,并借助于多分辨率分析思想和小波分析概念得到了一种降采样频率方法以适应谐波频率变化的情况,即自适应同步相关滤波。以交交变频器输出谐波为例,用Matlab软件仿真。仿真结果表明,这种自适应谐波检测技术可有效解决电压基准变化时的谐波检测的难题,同时为谐波抑制的实施奠定了基础。