本文關(guān)鍵詞：一種新的基波信號測量方法研究

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【摘要】：電網(wǎng)基波是電能質(zhì)量和電能計量評估體系的重要指標,特別是由于電力信號基波頻率的測量直接影響到諧波分析的精度,提高基波頻率的測量精度非常必要。主要完成了以下工作：(1)論文設(shè)計了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的FIR低通數(shù)字濾波器,其主要思想是通過訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值來獲得FIR數(shù)字濾波器的脈沖響應(yīng)。提出了兩種基于非線性最小二乘法的電力系統(tǒng)頻率測量方法,一種算法是運用一維搜索法直接搜索誤差最小值,對應(yīng)的fo即為所求頻率。另一種算法L-M算法是基于Gauss_newton法的一種優(yōu)化算法,在原有Gauss_newton法基礎(chǔ)上添加了修正因子μ,修正因子μ的添加解決了Jacobian矩陣奇異或接近奇異時試探步過長的問題。(2)研究了一種基于代數(shù)多項式模型的未知信號擬合方法,并使用遞推最小二乘法(RLS)對代數(shù)多項式模型的擬合參數(shù)進行遞推計算,以便獲得最優(yōu)的曲線擬合參數(shù)。并分別在沒有隨機噪聲的情況下和有隨機噪聲影響情況下進行了詳細的仿真,仿真結(jié)果表明本文研究的曲線擬合方法具有良好的效果。(3)研究了一種基于最速下降法計算擬合曲線過零點的檢測方法。根據(jù)最速下降法對已擬合好的代數(shù)多項式模型曲線進行相鄰兩個零點的檢測,然后根據(jù)檢測到相兩個相鄰零點獲得待測基波信號的半個周期,進而獲得待測基波信號的頻率；再根據(jù)相鄰兩個零點的中問點對應(yīng)的擬合曲線值來獲得待測基波信號的幅值；最后根據(jù)已獲得的待測基波信號的頻率和幅值,并結(jié)合第一個樣本數(shù)據(jù)即可獲得待測基波信號的相位。FIR低通濾波器的設(shè)計有效解決了諧波對頻率測量結(jié)果的影響,為后續(xù)電網(wǎng)基波信號的測量奠定基礎(chǔ),由于非線性最小二乘法的頻率測量方法只能測量基波頻率,無法測量基波幅值和相位,提出了一種基于曲線擬合的電網(wǎng)基波信號檢測方法。仿真結(jié)果表明在沒有隨機噪聲的情況下和有隨機噪聲影響情況下,其頻率、幅值和相相位的檢測精度可達到很高的數(shù)量級,完全滿足工程實際的要求。
【關(guān)鍵詞】：非線性最小二乘 曲線擬合 多項式 基波 FIR濾波器
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM935.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 本文研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 電力系統(tǒng)頻率偏差產(chǎn)生的原因11-12
• 1.2.2 電力系統(tǒng)頻率偏差的標準12-13
• 1.2.3 頻率偏差對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響13-15
• 1.2.4 電力系統(tǒng)頻率測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文所做的工作17-20
• 第二章 FIR低通濾波器的設(shè)計20-26
• 2.1 引言20
• 2.2 線性相位FIR濾波器幅頻響應(yīng)特性20-22
• 2.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的FIR濾波器設(shè)計22-25
• 2.3.1 算法描述22-24
• 2.3.2 算法步驟24
• 2.3.3 仿真設(shè)計實例24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 基于非線性最小二乘法的頻率測量26-44
• 3.1 引言26-27
• 3.2 電力信號基礎(chǔ)測量模型27-29
• 3.3 最小二乘法原理29-31
• 3.4 非線性最小二乘法31-32
• 3.5 非線性最小二乘法的電力系統(tǒng)頻率測量32-36
• 3.5.1 信號模型32-34
• 3.5.2 誤差最小值的計算34-36
• 3.5.3 實驗仿真36
• 3.6 Levenberg-Marquardt算法的電力系統(tǒng)頻率測量36-42
• 3.6.1 信號模型36-38
• 3.6.2 高斯牛頓法公式推導(dǎo)38-40
• 3.6.3 Levenberg-Marquardt算法原理40
• 3.6.4 L-M算法步驟40-41
• 3.6.5 實驗仿真41-42
• 3.7 本章小結(jié)42-44
• 第四章 基于代數(shù)多項式模型的曲線擬合方法44-52
• 4.1 曲線擬合的基本原理44-45
• 4.1.1 曲線擬合的概念44
• 4.1.2 曲線擬合的優(yōu)劣判斷標準44-45
• 4.2 代數(shù)多項式模型45-46
• 4.3 代數(shù)多項式模型參數(shù)的自學(xué)習(xí)算法46-47
• 4.4 基于代數(shù)多項式模型的基波信號擬合實驗47-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 待測電網(wǎng)基波參數(shù)檢測原理研究52-62
• 5.1 代數(shù)多項式擬合曲線過零點檢測原理52-54
• 5.2 過零點迭代算法的收斂性分析54-55
• 5.3 待測基波測量原理55-56
• 5.3.1 待測基波頻率測量55-56
• 5.3.2 待測基波幅值測量56
• 5.3.3 待測基波相位測量56
• 5.3.4 基波參數(shù)測量精度56
• 5.4 仿真實驗56-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 總結(jié)與展望62-64
• 1 工作總結(jié)62-63
• 2 工作展望63-64
• 參考文獻64-70
• 致謝70-72
• 附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄)72

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本文編號：912184