本文關(guān)鍵詞：基于遞推阻尼最小二乘法的頻率跟蹤及FPGA實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：電力系統(tǒng)頻率是衡量整個(gè)電網(wǎng)質(zhì)量的一個(gè)非常重要的指標(biāo),頻率的時(shí)高時(shí)低都會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大的影響,在電力系統(tǒng)頻率出現(xiàn)嚴(yán)重異常的情況下很有可能會(huì)使系統(tǒng)崩潰或者瓦解,對(duì)電力系統(tǒng)瞬時(shí)頻率進(jìn)行檢測(cè)和跟蹤具有非常重大的意義。最小二乘法是從誤差擬合的角度對(duì)待測(cè)模型進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)或者參數(shù)估計(jì),在參數(shù)估計(jì)、系統(tǒng)辨識(shí)及預(yù)測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用得非常廣泛。傳統(tǒng)的最小二乘法通過對(duì)一組采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理尋找一個(gè)最佳值來描述采樣數(shù)據(jù)的特點(diǎn),等間距的采樣獲得一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)信息后,嘗試找出一條最佳的擬合曲線。但在在線對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)參數(shù)時(shí)存在局限性,適用于離線辨識(shí)。在傳統(tǒng)的最小二乘法的基礎(chǔ)上,一種加入遺忘因子和阻尼項(xiàng)的遞推阻尼最小二乘算法可以適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較高的參數(shù)辨識(shí)系統(tǒng)。論文主要工作內(nèi)容如下：(1)對(duì)遞推阻尼最小二乘法進(jìn)行了理論研究并應(yīng)用于電力系統(tǒng)瞬時(shí)頻率跟蹤,推導(dǎo)出了遞推阻尼最小二乘法的遞推公式并探討了阻尼因子的自適應(yīng)選擇方法。(2)針對(duì)電力系統(tǒng)信號(hào)為理想信號(hào)模型、含有諧波及噪聲信號(hào)模型及電力系統(tǒng)負(fù)荷突變引起的頻率發(fā)生瞬間跳變的信號(hào)模型分別進(jìn)行了比較詳細(xì)的仿真,分析了不同窗口長(zhǎng)度下的頻率跟蹤誤差。并且以諧波分析為例進(jìn)一步驗(yàn)證了算法的有效性。(3)在FPGA硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)瞬時(shí)頻率的跟蹤。由于在算法處理中帶有小數(shù)和反余弦等函數(shù),故采用嵌軟核的方式方便算法的運(yùn)算,最終將芯片的處理結(jié)果通過LCD800*600的彩屏上顯示出來,并設(shè)計(jì)一個(gè)8位的存儲(chǔ)器對(duì)芯片處理結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ),將結(jié)果送至SignalTap邏輯分析儀上進(jìn)行信號(hào)捕捉與分析。由于阻尼項(xiàng)的加入,在電力信號(hào)中含有諧波及噪聲的情況下,算法都能夠快速實(shí)時(shí)地對(duì)電力系統(tǒng)頻率進(jìn)行跟蹤,仿真結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性,其中阻尼因子起到了非常重要的作用。FPGA硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)果進(jìn)一步證明了該算法的魯棒性、快速性、準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：頻率估計(jì) 遞推阻尼最小二乘法 諧波 遺忘因子 阻尼因子
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM732
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 本課題的研究背景和意義10-14
• 1.1.1 頻率的概念10
• 1.1.2 頻率偏差對(duì)電力系統(tǒng)的影響10-13
• 1.1.3 電力系統(tǒng)頻率測(cè)量的意義13-14
• 1.2 電力系統(tǒng)頻率測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本課題的主要內(nèi)容和章節(jié)安排16-18
• 第二章 電力系統(tǒng)頻率測(cè)量算法與理論18-28
• 2.1 電力信號(hào)觀測(cè)模型18-21
• 2.2 電力系統(tǒng)頻率測(cè)量釋義及要求21-22
• 2.3 電力系統(tǒng)頻率測(cè)量方法22-27
• 2.3.1 基于正弦信號(hào)觀測(cè)模型的檢測(cè)算法22-23
• 2.3.2 過零檢測(cè)法23
• 2.3.3 誤差最小化原理類算法23-25
• 2.3.4 DFT(FFT)類算法及其改進(jìn)算法25-26
• 2.3.5 正交去調(diào)制法26-27
• 2.3.6 其他的測(cè)頻算法27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于遞推阻尼最小二乘的電力系統(tǒng)頻率跟蹤28-44
• 3.1 遞推阻尼最小二乘理論分析基礎(chǔ)28-33
• 3.1.1 最小二乘法的研究背景28
• 3.1.2 最小二乘法基本原理28-30
• 3.1.3 遞推算法30-33
• 3.1.4 最小二乘法流程圖33
• 3.2 遞推阻尼最小二乘法的頻率跟蹤33-39
• 3.2.1 遞推阻尼最小二乘頻率跟蹤原理與方法34-37
• 3.2.2 阻尼因子的選擇37-38
• 3.2.3 算法步驟38-39
• 3.3 仿真實(shí)驗(yàn)與分析39-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 FPGA硬件實(shí)現(xiàn)與分析44-60
• 4.1 總體設(shè)計(jì)方案44-46
• 4.1.1 總體思路44
• 4.1.2 開發(fā)平臺(tái)及芯片的選擇44-46
• 4.2 軟核的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)46-50
• 4.2.1 CPU的設(shè)計(jì)46-47
• 4.2.2 輸入輸出終端的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)47
• 4.2.3 Avalon總線橋的實(shí)現(xiàn)47-48
• 4.2.4 程序存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)48
• 4.2.5 FLASH控制器的設(shè)計(jì)48-49
• 4.2.6 PIO口設(shè)計(jì)49-50
• 4.3 存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)50-51
• 4.3.1 存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)50
• 4.3.2 存儲(chǔ)器子程序調(diào)用與傳送50-51
• 4.4 頂層模塊的設(shè)計(jì)51-52
• 4.5 顯示模塊的設(shè)計(jì)52-55
• 4.5.1 TFTLCD液晶顯示52-54
• 4.5.2 SignalTap分析儀捕捉信號(hào)54-55
• 4.6 硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)果與分析55-58
• 4.7 本章小結(jié)58-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 主要完成工作60-61
• 5.2 工作展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67-68
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文)68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 陳振寧,田太芬,匡正;分光光度法多組份體系的同時(shí)測(cè)定——阻尼最小二乘法[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1990年06期

2 畢世華,荊武興,崔乃剛;識(shí)別油膜軸承動(dòng)態(tài)參數(shù)的遞推阻尼最小二乘法[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);1998年04期

3 王昌明;用已知位移反求平面應(yīng)變問題的彈性模量[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);1992年02期

4 郭飛,馬西奎,邱關(guān)源;半無限大平面導(dǎo)電媒質(zhì)中空洞定位問題的迭代算法[J];應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

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6 ;[J];;年期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 盧進(jìn);基于遞推阻尼最小二乘法的頻率跟蹤及FPGA實(shí)現(xiàn)[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：746099