交流采樣的實(shí)現(xiàn)與諧波分析新算法.pdf

1、在電力參數(shù)的測(cè)量和電網(wǎng)諧波分析中,交流采樣代表了發(fā)展方向.理想的交流采樣是同步采樣,但是由于信號(hào)周期的飄移和定時(shí)器最小定時(shí)單位的限制,同步采樣會(huì)出現(xiàn)偏差(采樣同步偏差).定時(shí)器最小定時(shí)引起的同步偏差已有眾多學(xué)者研究,信號(hào)周期飄移下的同步采樣則較少有人涉足.本文針對(duì)存在周期飄移的周期信號(hào),研究了實(shí)時(shí)最佳逼近同步采樣方法和與之配套的校正誤差新算法——矩陣級(jí)數(shù)法.實(shí)時(shí)最佳同步采樣法的原理可歸納為三點(diǎn):(1)用前一個(gè)周期測(cè)量(或估計(jì))值實(shí)時(shí)計(jì)算

2、當(dāng)前采樣周期;(2)每次只采樣一個(gè)信號(hào)周期的N個(gè)點(diǎn);(3)每個(gè)采樣點(diǎn)與預(yù)計(jì)同步點(diǎn)的誤差不大于一個(gè)定時(shí)器最小定時(shí)單位.實(shí)時(shí)最佳同步采樣法的同步偏差很小,但是采樣同步偏差還是存在的,采樣同步偏差直接導(dǎo)致諧波分析的誤差.在存在采樣同步偏差的情況下用特定算法減少諧波分析誤差的過(guò)程稱為頻譜校正,本文提出了一種全新的頻譜校正方法——矩陣級(jí)數(shù)法.矩陣級(jí)數(shù)法可歸納為三步:(1)將N個(gè)實(shí)際采樣時(shí)刻和采樣值代入DFT公式求出諧波系數(shù)的初始向量θ<'->;(

3、2)由N個(gè)采樣時(shí)刻直接計(jì)算出增益矩陣G;(3)將向量θ<'->和矩陣G代入頻譜校正公式求出精確的諧波系數(shù)向量θ<'->.其中,關(guān)鍵的頻譜校正公式是根據(jù)DFT的矩陣形式和系統(tǒng)辨識(shí)中的'矩陣反演定理'首次導(dǎo)出的,它是一個(gè)矩陣級(jí)數(shù)形式,只有矩陣的加法和乘法運(yùn)算,級(jí)數(shù)取的項(xiàng)數(shù)越多精度越高.矩陣級(jí)數(shù)法的主要優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)時(shí)性好、算法簡(jiǎn)單、精度很高.數(shù)字仿真驗(yàn)證了這種算法的有效性.本文還用PSoC(可編程片上系統(tǒng))制作了一臺(tái)電力參數(shù)監(jiān)測(cè)儀(試驗(yàn)裝置),