非同步交流采樣的測(cè)量與計(jì)算

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1、·電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)·JournalofWuhanPolytechnic非同步交流采樣的測(cè)量與計(jì)算許勝輝(武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院,湖北武漢430074)摘要:對(duì)交流(AC)信號(hào)進(jìn)行同步采樣,如電網(wǎng)電壓和有功功率均方根值,為了測(cè)量計(jì)算的非同步交流信號(hào)(在文10-6[1]的部分)。提出了一種估值測(cè)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式,它可測(cè)量非同步基頻交流信號(hào)。用該方法測(cè)量的結(jié)果與高精密儀器測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行了比較。最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)了此方法的有效性和實(shí)用性。關(guān)鍵詞:測(cè)量的不確定性;數(shù)學(xué)表達(dá)式;同步采樣;交流信號(hào);非同步;均方根(RMS)中圖分類號(hào):TM93文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):

2、1671-931X(2011)01-0069-0369武式由文獻(xiàn)[4]給出。漢一、引言νTa+Ti職1Vν=乙ν(t)dt(1)業(yè)在電網(wǎng)中,交流信號(hào)的同步采樣實(shí)現(xiàn)了高精確測(cè)TiνTa技量與計(jì)算。在可能的情況下,當(dāng)我們有修正信號(hào)是有限此有效估值,一個(gè)信號(hào)的基頻函數(shù)(周期fT=1/f)對(duì)術(shù)的,當(dāng)有足夠的處理時(shí)間和必要的重新計(jì)算能力。MN采樣(N個(gè)采樣每周期在M周期上)由下式給出。學(xué)有效的測(cè)量方法首先要準(zhǔn)確測(cè)量周期T和的采樣MN院V贊RMS=11ΣVν2(2)學(xué)區(qū)間Ts=T/W,這里是處理信號(hào)的周期,而W是準(zhǔn)確測(cè)量πTi姨MNν=1Sinc乙乙報(bào)所必需的[2][3]。

3、此方法適用于含有低諧波正弦信號(hào)和復(fù)T二雜的周期信號(hào)。在同步采樣復(fù)雜周期信號(hào)中產(chǎn)生各種式中Sinc(x)=sin(x)/(x)具有統(tǒng)計(jì)作用,由于式(1)O誤差,如變量起始時(shí)間的測(cè)量t0,此采樣區(qū)間發(fā)生器的是傳遞函數(shù)的采樣的頻域。交流電壓有效值估計(jì)使用一誤差,它取決于采樣和初始階段,由于電路的信號(hào)延遲(2)或采用的離散傅立葉變換(DFT)和快速傅立葉變換一和初始階段的造成的。(FFT)求出。年第使用文獻(xiàn)[2][3]的原理計(jì)算電壓的有效值,由式(2)確上述方法,從理論上獲得離散采樣區(qū)間與實(shí)驗(yàn)估十值不匹配。因此,進(jìn)一步分析下所設(shè)計(jì)的前提條件和基定。這實(shí)際相當(dāng)于求有功的方

4、法,其上述方法唯一的區(qū)卷于文獻(xiàn)[2][3]的結(jié)論,在采樣頻率不符合實(shí)際的基頻信號(hào)別是,提取的平方根獲得最后的值是不必要的。在采樣第時(shí)電壓信號(hào)過(guò)零轉(zhuǎn)換首次發(fā)現(xiàn)有誤差,見文獻(xiàn)[5]。為了一時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮靈敏度。測(cè)量時(shí),由于同步采樣的方法存在靈敏誤差。避免由于噪聲的高次諧波造成的信號(hào)誤差,至少延遲期︵利用數(shù)學(xué)模型估算測(cè)量,我們用非理想信號(hào)源代兩次連續(xù)過(guò)渡過(guò)程基于假設(shè)的預(yù)期頻頻率。這種延遲總替理想的信號(hào)源。該采樣器在文獻(xiàn)[2][3]是一個(gè)高分辨率適用于每個(gè)有效的過(guò)渡在接受連續(xù)過(guò)渡前。此時(shí)間間第的ADC采樣雙積分原理。假設(shè)估計(jì)基頻信號(hào)誤差為隔的估算總周期和信號(hào)時(shí)有用。第一個(gè)

5、和最后的轉(zhuǎn)換五Δf。采樣同步信號(hào)以同樣的參考時(shí)鐘積分時(shí)間T和采過(guò)渡,采樣并把它們各自的時(shí)間記錄下來(lái),在兩次轉(zhuǎn)換十i期樣時(shí)間T(取樣時(shí)間)a。取樣電壓V(在時(shí)間ννTa,其中ν估值即在兩段過(guò)零轉(zhuǎn)換時(shí)最適合采樣。第一頻率估值︶是一個(gè)整數(shù))的ADC的平均電壓信號(hào)ν(t)與Ti的表達(dá)與時(shí)間間隔的周期成正比。收稿日期:2010-12-25作者簡(jiǎn)介:許勝輝(1966-),男,湖北鄂州人,武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院實(shí)訓(xùn)中心主任,副教授,研究方向:自動(dòng)控制技術(shù)。電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)ElectronicandComputerTechnology計(jì)算非理想同步的信號(hào)要用到文獻(xiàn)[2

6、]建議的程序。2πα(W-1)cossin(2πα)計(jì)算的此信號(hào)程序在文獻(xiàn)[6]中具有廣泛公認(rèn)的最好的ΔB=-cos4πft0W+122πα程序。在某些測(cè)量不確定計(jì)算中,我們用模擬裝置(文sinW獻(xiàn)[7]中)的方法來(lái)進(jìn)行復(fù)雜的算法估值。2πα(W-1)許sinsin(2πα)sin4πft0W二、非理想同步信號(hào)采樣誤差勝22παsinW輝我們只考慮到不確定性所造成的Δf非理想同步:1的基本信號(hào),若被處理的電壓信號(hào)的形式為:=-sin(2πα)(cos(4πft0+2φ)cos(2πα)+sin2非ν(t)=Vsin(2πft+φ)(3)2παcos同其中f代表頻

7、率的基本電壓諧波;V是其振幅;1W(4πft0+2φ)cos(2πα))-sin(2πα)(cos(4πft0+2φ)·ω=2πf角頻率;φ是相位角。如果我們使用的方法[2],[3]計(jì)22πα步sinW算是建立有效值等距離采樣,從最初的時(shí)間分離,然而交[2][3][8]cos(2πα)-sin(4πft0+2φ)sin(2πα))(9)須符合的同步采樣和的條件。,我們采取處理后,我流當(dāng)相位角φ=0,有們確定的時(shí)間表達(dá)式為:采W-1t=t+j1(4)A=Σsin2t2πft0+2πjt樣j01WfWj=0W-1的這里,簡(jiǎn)化公式(3),并建立的RMS值觀察電壓信14

8、πjW=Σt1-cost

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