交流采样同步方法的分析与改进

在周期电气信号的微机测量中普遍采用等间隔同步交流采样。采样时间间隔不均匀或采样周期与信号周期不同步，均会导致测量误差。该文对目前常用的硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种交流采样方式的同步方法进行分析，针对其同步误差的产生原因，提出了相应的消除或减小同步误差的改进方法。这些方法实现简单，应用范围广，给计算机增加的工作量小，能显著提高测量精度。对谐波测量的仿真结果和科研实践证实了这些方法的可行性和有效性。它们对交流电参量微机测量装置的软、硬件设计，具有指导和参考价值。     

高精度软件同步采样算法

软件同步采样是周期电气信号测量中最常用的采样方式。但常规软件同步采样方法存在采样同步精度不高、采样间隔误差累加递增、测量滞后等缺点。通过对软件同步采样实现过程的分析,找出了影响采样同步、测量滞后的主要原因．并提出了一种高精度、快速软件同步采样算法。这种方法具有计算量小,易于实现,实用有效的特点。信号周期和谐波测量的仿真结果,证实了所提方法对提高软件同步测量精度的有效性。     

电参量测量中准同步采样算法分析及精度提高方法

为了进一步减小同步采样中产生的误差,提出了准同步采样方法,其采样周期不要求与信号周期严格同步,实际是等间隔采样和周期迭代过程,从而获得了接近“理想同步采样”的测量准确度。介绍了准同步采样方法的基本思想,对该方法进行了分析,并给出了进一步提高测量精准度的方法。经实验验证,准同步采样算法可以显著提高计算精度,并可以应用于其它信号特征的采样数字测量中。     

工频信号测量中参数自寻优智能采样法的研究

软件同步是数字化测量工频信号常用的采样方法.参数自寻优智能采样用爬山搜索法使误差判据最小,得到每个测量周期的采样次数N和采样间隔tS,最大限度地减小了同步误差或周期截断误差.进一步校正参数自寻优,让测量值乘上一个针对实时周期Tp寻优得到的校正参数kc,使其能最大限度地逼近信号的实际值.遍历频点的仿真结果表明:最优采样参数使工频范围内67%以上频率点的同步误差为零,其余点上的失步也在1～3个td(微处理器中定时器的分辨率),采样精度达到10-5数量级;传统采样法的测量值经校正后向零误差逼近,采样精度达10-6数量级;在基波条件下寻优得来的参数N、ts和kc对未知谐波同样有效.分析了自寻优智能采样法的实时性,提出了"软件硬化"的思想,使微处理器开销压缩,提高了在线寻优效率.     

适用于合并单元的等间隔采样控制与同步方法

智能变电站中合并单元的采样同步直接影响测控与保护设备的可靠性。文中从合并单元的相关技术需求和实际问题出发,提出了一种严格保证等间隔采样控制与同步的优化方法,此方法通过实时测量同步误差来修正同步采样周期。在首先保证采样周期均匀等分的基础上,动态地补偿本地采样时刻的偏差,实现每个采样时刻的精确控制与同步。测试结果表明所提方法使合并单元可靠地实现了采样同步。     

交流电信号有效值高精度测量算法研究

在交流电信号的测量设备中,大部分采用同步交流采样技术,它是提高交流采样性能的关键技术。针对现有减少同步误差方法的局限性,分析了采样周期与信号周期不同步以及采样时间间隔不均匀测量误差的问题,采用了累加单元减小量化误差,并结合"三点法",实时跟踪信号频率变化并调整采样周期。研究了使用梯形法计算交流信号有效值时的误差大小以及表达式,采用了改进的参数算法。仿真实验结果表明该算法能有效提高同步采样法测量有效值的精度。     

基于软件同步的采样频率自适应算法及仿真

针对因采样频率和信号实际频率不一致而造成频谱泄漏这一问题,提出一种通过采样数据来计算信号实际频率的软件同步算法。利用该算法,在较为准确地得到被采样信号实际频率的条件下,动态调整采样时间间隔,从而实现采样频率的自适应,能够减少同步误差。针对频率变化较为缓慢的电力信号的仿真实验表明,该算法能够明显的提高测量精度。该算法实现简单,精度较高,可为电力系统谐波分析提供一种有效的途径。     

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。     

理想序列的采样逼近及高精度谐波分析

信号的谐波分析一直是信号处理的基本方法之一.本文从傅立叶算法的基本原理出发,提出了傅立叶分析的序列的采样逼近思想;从理论上分析和论证了在单一采样条件下,较大的采样时钟及较多的样点时,累积时偏和频谱泄漏较大;而利用双速率采样的非均匀序列高精度逼近理想序列时,虽然数据具有非均匀性,但也大大减小了频谱泄漏,简单有效地提高了谐波分析的精度.计算机仿真证实了该方法的有效性.     

基于改进谐波分析法的介损数字测量

分析了用传统谐波分析法测量介损的原理以及该算法由于非同步采样造成的误差,提出了一种改进的谐波分析法。在等时间间隔采样条件下,先计算出实际的工频周期,再修正每个工频周期的实际采样点数,使之满足同步采样条件。将该改进算法在数字信号处理器中进行验证,结果表明,该算法精度比传统方法有显著提高,且适合在嵌入式处理器中实现。     

电网信号测量中非同步采样误差的分析与处理

在电网信号实时测量分析中 ,信号频率往往是在变化的 ,很难实现严格的同步采样 ,从而带来了非同步采样误差 ,文章从时域和频域两个角度分析了非同步误差产生的原因 ,建立了误差模型 ,并且从软、硬两个方面综合分析了各种预防、补偿措施的优缺点 ,可以从实时性、精度等不同的角度实现非同步测量误差的最小化 ,提高了信号处理的精确度和测量参数的可信度     

自适应技术在电网功率测量中的应用

针对电力系统中对功率量测量的特殊要求,分析了功率误差产生的原因,提出在同步采样的基础上采用自适应技术提高功率的测量精度,同时利用软件自学习补偿算法,自动补偿测量通道产生的幅值衰减对测量精度的影响,实践证明该方法在实际计量应用中效果明显,精度显著提高.     

一种快速高精度的交流采样同步优化算法

分析了软件常规同步采样算法的误差原因并提出了一种交流采样同步优化算法。该算法在每个采样周期内 ,动态调整采样间隔。仿真实验发现了算法中采样间隔的补差规律 ,利用它能减小微处理器的运算量 ,加快系统运行速度。该算法用于GEA 2 0 0 0ARTU产品的结果表明 ,它能有效减小同步误差、提高测量精度及减少运算量 ,增强系统采样的实时性。     

电力参数微机测量中采样周期的优化校正方法

在电力参数微机高精度测量中，同步误差是导致测量误差的主要因素之一，而采样周期校正是减小同步误差的重要手段。文中对交流采样时采样周期的校正方法进行研究，提出了采样周期优化取值、分段调整和动态调整等优化校正方法。这些方法易于实现，实用性强，与传统方法相比，能更有效地减小同步误差，提高测量精度。仿真研究和科研实践均证实了其可行性和有效性。     

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)     

基于DSP的同步交流采样技术

简要介绍了电网信号交流采样的分类,重点分析了采用软件实现同步交流采样的工作原理和误差来源,并结合DSP技术给出一种基于TMS320F24X芯片的软件同步采样处理系统的实现方案,给出了软件设计流程。同时讨论了减少误差及在电网有畸变情况下保持同步的方法。在测量电网信号的有效值、功率、高次谐波以及故障录波等方面使用该技术,可保证检测精度时同时减少硬件的复杂度。     

交流电参数测量中同步采样的软件定时补偿算法

提出一种基于同步采样测量的软件定时补偿算法，该算法能有效地解决软件同步采样难以达到的精密同步采样问题。本文给出了该算法的数学模型。计算机仿真结果表明，与传统的同步算法相比，本算法在交流电参量测量上能达到更高的测量准确度。