考虑频率波动的改进瞬时电压d-q分解算法

电压有效值的准确检测是分析电压暂降、波动和偏差的基础,是电压质量评估与抑制干扰首先要解决的重要问题.以单相电源为参考电压,采用60°延时方法构造虚拟的三相系统,借助d-q坐标变换可以对电压瞬时有效值进行计算.本文在该方法基本原理的基础上,分析了检测信号的频率波动对计算结果的影响,推导了频率波动误差公式,并在Matlab/Simulink平台下对推导结论进行了仿真验证,同时提出了基于u2d＋u2q项滤波和局部均值计算的改进算法.通过仿真对比改进算法与传统算法,结果表明,改进算法对频率波动信号电压有效值的计算更准确.     

基于Xilinx IP核的任意信号发生器的设计

基于Xilinx IP核设计一个任意信号发生器,可以生成任意频率、幅值和相位的正余弦、三角波、方波、锯齿波等信号,在工程设计中可以方便的用于仿真模拟设计。首先对DDS IP核进行配置设计,添加乘法器IP核产生不同幅值的正余弦波形,添加多个DDS IP核设置不同的频率控制字和相位宽度以及初始相位产生不同频率和相位的正余弦信号,但是DDS IP核只能通过正余弦信号采样查找表生成正余弦信号,可以添加ROM IP核导入不同信号的数据,通过改变频率控制字控制寻址地址以及设置ROM地址的初始值从而实现任意信号幅值、频率、相位的信号发生器的设计。仿真结果显示可以输出不同频率、相位的正余弦波、三角波、方波、锯齿波等信号。该方法整体设计方案可行,易于调整,可以达到预期结果,在工程上有一定的应用价值。     

Zynq上实现地铁杂散电流的多分辨率采集系统

由于地铁杂散电流信号的微弱性、间断性等特征的存在,使其治理一直是个难题。分析和研究杂散电流信号的各种特征,需要采集大量的杂散电流数据,而在常规的杂散电流信号采集系统中,存在采样率低、传输速率慢、功能单一等现象。为了实现在低分辨率下有效地监测杂散电流信号,而在高分辨率下对杂散电流信号的特征进行分析,基于Zynq中现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)部分设计了一套片上地铁杂散电流信号的多分辨率采集系统。利用FPGA部分的模数转换硬核进行前端信号采集,并设计多通道数据分流知识产权(intellectual property,IP)核、单通道数据流协议转换IP核分别实现多路信号的标定与数据协议转换功能,最后通过数据广播IP核和抽取滤波器组IP核实现多分辨率信号采集。实现结果表明,在Zynq上实现的地铁杂散电流信号采集系统,能实现信号的多分辨率采集及监测;且同时能解决数据的高速传输问题。     

基于凌阳SPMC75F的三相变频电源设计

本系统是一个交直交的变频电源,以凌阳的SPMC75F2413A单片机为控制核心,采用SPWM技术控制变频,实现三相的正弦波输出,其最大输出电流为3A。本系统还具有频率测量,电流、电压有效值测量,平均功率测量以及各种保护功能。     

基于Matlab/Simulink的数字滤波器IP核的设计与实现

提出了一种采用Matlab/Simulink技术实现数字滤波器的IP核设计方案.介绍了一种现代DSP设计工具DSP Builder.给出了基于FPGA的数字滤波器IP核的实现流程,并以一个16阶的低通FIR数字滤波器为例,采用妹DSP Builder建立了实现模型,利用Matlab进行了仿真,最后生成IP核.     

基于cRIO的瞬时转速测量方法研究

为了实现利用增量式光电编码器对发动机曲轴瞬时转速的精确测量,提出了一种采用数字输入法测量瞬时转速。以cRIO板载的FPGA时钟作为时钟计数器,光电编码器脉冲作为触发计数器信号,实现光电编码器脉冲一个周期的计数,近而得到精确的瞬时转速。在1 000 r?min~(-1)转速下,随着采样频率增大,模拟输入法测量瞬时转速精度可以提高48%;模拟输入法测量该转速的误差达到1.772 r?min~(-1),而数字输入法误差为0.32 r?min~(-1)。在2 000 r?min~(-1)转速下,随着FPGA时钟频率的倍增,测量的转速越接近2 000 r?min~(-1)。由测量结果可以看出数字输入法和提高FPGA时钟频率对提高瞬时转速测量精度有重要意义。     

基于DSP的馈线终端装置FTU的设计与实现

配电自动化是提高供电可靠性和供电质量的有效手段,馈线自动化是配电自动化系统的重要内容之一,而馈线终端装置（FTU）又是馈线自动化的关键智能设备,是其基础控制单元。随着近年来检测及嵌入式技术的飞速发展,对FTU的系统可靠性和运算精度提出了更高要求。在借鉴当前国内各厂商的FTU设计方案的基础上,研制了以DSP为硬件核心的刚,使用交流采样原理实现对电网电压、电流的测量,根据交流采样值计算得出电流、电压有效值、有功功率和功率因数等电参数,并具有多种录波功能。软件基于μC／OS—II实时操作系统,提高了系统模块化和可扩展性。     

无锁相环单相任意次谐波电流实时检测方法

提出了无锁相环单相任意次谐波电流实时检测方法．将谐波电流变换成低频信号,用转换矩阵代替常规谐波电流检测方法中的锁相环,用积分均值法代替低通滤波器提取低频信号,对低频信号再通过函数逆变换,检出谐波电流,分析了该方法的检测误差．仿真实验表明,提出的检测方法不受直流偏移影响,能自动跟踪系统频率,与采用低通滤波器提取低频信号的谐波检测方法相比,提高了检测精度和动态响应速度．     

基于FPGA的单端行波故障测距系统的设计与实现

针对现有的10 k V输电线单端行波故障测距理论,提出了一种基于Cyclone IV系列FPGA芯片EP4CE15F17C8N的软硬件实现方案。采用FPGA自顶向下模块化思想,设计了行波故障测距系统,采用AD7356进行高速数据采集,通过改进的凯伦鲍尔矩阵进行相模变换,用FIR滤波器IP核进行小波变换求模极大值,最后根据模极大值的极性选择测距公式计算故障距离。通过时序仿真和板级测试表明,该方案设计时序稳定,且定位精度高、实时性强。     

一种高精度测量交流系统功率的方案

提出了一种采用现场可编程门阵列(简称FPGA)实现交流系统功率测量的方法．FPGA中采用离散数学的方法实现DSP算法用于交流系统的功率测量，由于FPGA具有较高的分辨率和较好的性能，使功率测量精度不再受传统处理机的分辨率所限，测量的精度得到提高．文中采用硬件高精度的方法实现数字积分功能，克服了由于电压电流的波形偏离正弦波所带来的测量误差，为交流系统功率测量提供了一个高精度、快速的测量方案．     

非理想电压下有源电力滤波器的电流检测

分析了有源电力滤波器（APF）电流（ip-iq）检测法中影响检测精度的因素，包括低通滤波器和锁相环的频率及相位检测误差．为消除电流检测中非理想电压带来的锁相环检测误差，提出改进的电流（ip-iq）检测法．在该方法中，将APF直流侧电压的调整部分单独考虑，调整量加入到经过低通滤波器滤波并经反变换环节得到的基波电流信息中．这样，未经过反变换的直流侧电压调整值不受锁相环误差的影响．仿真验证了改进方案能有效降低非理想电压对电流检测精度的影响，提高APF性能．     

一种用于数据驱动建模的信号发生器设计

提出了一种基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array,FPGA）和ARM的直接数字式频率合成（DDS）信号发生器,产生频率可调的正弦波、三角波和方波信号,其中方波的占空比可调．阐述了信号发生器的体系结构,对波形产生的最小频率做了精确计算,同时对方波的占空比改变方式进行了设计和计算．在分析方波滤波电路后,计算确定了低通滤波器的电阻和电容值．最后对系统实现的效果做了频谱分析,结果表明,设置频率为主要分量,达到了设计要求．     

AT牵引供电对电力电缆感应电压仿真分析

高速铁路电力贯通线一般采用全电缆敷设,牵引供电系统工作电流作用于电力电缆金属护层时将会产生感应电压。随着机车运营速度的提高,牵引供电系统工作电流的提高对电力电缆金属层感应电压是否会危及人员、设备的安全是亟需解决的问题。通过对牵引供电作用于电力电缆感应电压展开分析,将牵引供电系统和电力电缆利用统一链式网络模型对其整体建立仿真模型,仿真计算牵引供电系统工作电流不同情况下对电力电缆感应电压的情况,计算结果与理论分析较为吻合。计算数据表明,牵引供电系统工作电流的提高对电力电缆感应电压影响并不明显,仿真模型和仿真数据能够为铁路电力专业人员提供相关设计施工参考依据。     

基于信号分类的汽车仪表仿真试验系统研制

本文介绍通用性强、功能齐全、易于扩展的汽车仪表仿真和模拟性能及耐久性试验系统。该系统能够同时模拟频率类、电压类、电流类等多种信号，还能同时检测电子仪表的精度。通过应用基于信号分类的设计思想大大降低了设计过程的复杂性，也为系统的可扩展性奠定了基础。现场应用证明该系统是稳定可靠的。     

电动汽车蓄电池内阻脉冲控制检测方法

为了利用电池内阻对电动汽车蓄电池健康状况进行判断和续驶里程进行计算,提出了两种蓄电池内阻在线检测脉冲控制法。采用光耦和变压器将检测电路和蓄电池隔离,微控制器输出脉冲串经过光耦控制蓄电池产生恒定电流信号,该信号在电池内阻上引起的电压信号通过变压器回传给微控制器,微控制器根据电流、电压和两者之间的相位差(脉冲控制法一)或者电压的变化量(脉冲控制法二)计算电池内阻。计算结果表明:利用脉冲控制法一和脉冲控制法二计算的12V铅酸电池内阻的误差分别在13%和11%左右,误差较小,因此,两种脉冲控制法适于电动汽车串联电池组的在线内阻检测。     

微弱电流测量中的I-F转换电路的设计

一般的电流表无法对变化很慢而且很微弱的电流信号(10-5~10-12A)进行测量,本文介绍了目前常用的微弱电流测量方法,并详细介绍了复位式I-F转换电路,该电路能很好的实现对频率的测试来达到测量微弱电流的目的.     

基于FPGA的SMS4算法实现及在线验证

针对软件实现加解密算法占用主机系统资源较多、数据处理复杂、加密速度较慢的不足,提出一种硬件实现算法加密的方法。硬件加密具有成本低、加密速度快等优势,可以减轻CPU的负担以及提高服务性能。利用Vivado 2016.3开发工具和Verilog HDL硬件描述语言完成对SMS4算法的设计输入、功能测试、时序仿真,并封装为独立的IP核。在ZYNQ芯片上设计测试系统,通过ARM处理器调用自定义IP,完成算法在实际应用中的验证。结果表明:软件仿真验证,设计的算法功能正确,性能良好。在硬件实际测试过程中,算法运行正确,其工作最大频率为200 MHz,数据吞吐率达到800 Mbps。     

电流模式控制全桥移相ZVS变换器补偿网络设计研究

对电流模式控制ＰＳＦＢ－ＺＶＳ变换器补偿网络的设计进行了研究。在电路的小信号模型基础上,得到电路的电流模式控制的小信号模型,进而得到了电路的电流贩小信号传函模型,使补偿网络的设计可在频率域进行。仿真和实验验证了方法的有效性。     

电-氢多能互补型微电网的VSG平衡电流控制方法

多能互补型微电网将具有互补性的多种能源集中于同一并网系统,可有效提高微电网的能源利用效率及供电可靠性. 虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）技术,实现分布式电源的友好并网. 然而,在非理想运行情况下,当电网电压出现不平衡时,传统的VSG控制不具备抑制负序电流的能力,将导致微电网三相并网电流不平衡,因此提出一种基于电-氢多能互补型微电网的VSG平衡电流控制方法. 本文搭建了包含光伏及储能系统的电能系统模型,和包含电解槽-氢储能-燃料电池系统的氢能系统模型;分析了VSG的基本原理,通过VSG并网小信号模型的分析,对控制参数进行了设计,提高了系统的稳定裕度;定量分析了不平衡电流的产生原因,通过改进dq坐标系下电流指令计算方法,抑制了负序电流,保证电-氢多能互补型微电网的电能质量. 最后仿真验证了多能互补微电网能量管理策略的有效性,仿真结果证明VSG平衡电流控制方法能在电压不平衡情况下实现并网电流三相平衡,最终将冲击电流由52 A抑制至27 A,并显著减小了功率波动.      

阻抗参数的取样数值法测量

本文提出了一种利用阻抗电压、电流的同步取样数据，通过计算机数值处理来准确确定阻抗角，进而求得被测阻抗参数（ＲＬＣ）的新方法，它具有使用硬件少，计算简便，通用性强等特点，仿真结果表明了这种方法的可行性。