交流采樣的實現(xiàn)與諧波分析新算法.pdf

1、在電力參數(shù)的測量和電網(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,但是由于信號周期的飄移和定時器最小定時單位的限制,同步采樣會出現(xiàn)偏差(采樣同步偏差).定時器最小定時引起的同步偏差已有眾多學者研究,信號周期飄移下的同步采樣則較少有人涉足.本文針對存在周期飄移的周期信號,研究了實時最佳逼近同步采樣方法和與之配套的校正誤差新算法——矩陣級數(shù)法.實時最佳同步采樣法的原理可歸納為三點:(1)用前一個周期測量(或估計)值實時計算

2、當前采樣周期;(2)每次只采樣一個信號周期的N個點;(3)每個采樣點與預計同步點的誤差不大于一個定時器最小定時單位.實時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——矩陣級數(shù)法.矩陣級數(shù)法可歸納為三步:(1)將N個實際采樣時刻和采樣值代入DFT公式求出諧波系數(shù)的初始向量θ<'->;(

3、2)由N個采樣時刻直接計算出增益矩陣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,關鍵的頻譜校正公式是根據(jù)DFT的矩陣形式和系統(tǒng)辨識中的'矩陣反演定理'首次導出的,它是一個矩陣級數(shù)形式,只有矩陣的加法和乘法運算,級數(shù)取的項數(shù)越多精度越高.矩陣級數(shù)法的主要優(yōu)點是:實時性好、算法簡單、精度很高.數(shù)字仿真驗證了這種算法的有效性.本文還用PSoC(可編程片上系統(tǒng))制作了一臺電力參數(shù)監(jiān)測儀(試驗裝置),