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

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【摘要】：電力系統(tǒng)頻率是衡量整個電網(wǎng)質(zhì)量的一個非常重要的指標(biāo),頻率的時高時低都會對電網(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使系統(tǒng)崩潰或者瓦解,對電力系統(tǒng)瞬時頻率進(jìn)行檢測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待測模型進(jìn)行系統(tǒng)辨識或者參數(shù)估計,在參數(shù)估計、系統(tǒng)辨識及預(yù)測等領(lǐng)域應(yīng)用得非常廣泛。傳統(tǒng)的最小二乘法通過對一組采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理尋找一個最佳值來描述采樣數(shù)據(jù)的特點,等間距的采樣獲得一定長度的數(shù)據(jù)信息后,嘗試找出一條最佳的擬合曲線。但在在線對系統(tǒng)進(jìn)行辨識參數(shù)時存在局限性,適用于離線辨識。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的遞推阻尼最小二乘算法可以適用于對實時性要求比較高的參數(shù)辨識系統(tǒng)。論文主要工作內(nèi)容如下：(1)對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)針對電力系統(tǒng)信號為理想信號模型、含有諧波及噪聲信號模型及電力系統(tǒng)負(fù)荷突變引起的頻率發(fā)生瞬間跳變的信號模型分別進(jìn)行了比較詳細(xì)的仿真,分析了不同窗口長度下的頻率跟蹤誤差。并且以諧波分析為例進(jìn)一步驗證了算法的有效性。(3)在FPGA硬件實驗平臺上實現(xiàn)了電力系統(tǒng)瞬時頻率的跟蹤。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)計一個8位的存儲器對芯片處理結(jié)果進(jìn)行存儲,將結(jié)果送至SignalTap邏輯分析儀上進(jìn)行信號捕捉與分析。由于阻尼項的加入,在電力信號中含有諧波及噪聲的情況下,算法都能夠快速實時地對電力系統(tǒng)頻率進(jìn)行跟蹤,仿真結(jié)果驗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 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】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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 頻率偏差對電力系統(tǒng)的影響10-13
• 1.1.3 電力系統(tǒng)頻率測量的意義13-14
• 1.2 電力系統(tǒng)頻率測量技術(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)頻率測量算法與理論18-28
• 2.1 電力信號觀測模型18-21
• 2.2 電力系統(tǒng)頻率測量釋義及要求21-22
• 2.3 電力系統(tǒng)頻率測量方法22-27
• 2.3.1 基于正弦信號觀測模型的檢測算法22-23
• 2.3.2 過零檢測法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 仿真實驗與分析39-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 FPGA硬件實現(xiàn)與分析44-60
• 4.1 總體設(shè)計方案44-46
• 4.1.1 總體思路44
• 4.1.2 開發(fā)平臺及芯片的選擇44-46
• 4.2 軟核的設(shè)計與實現(xiàn)46-50
• 4.2.1 CPU的設(shè)計46-47
• 4.2.2 輸入輸出終端的設(shè)計及實現(xiàn)47
• 4.2.3 Avalon總線橋的實現(xiàn)47-48
• 4.2.4 程序存儲器的設(shè)計48
• 4.2.5 FLASH控制器的設(shè)計48-49
• 4.2.6 PIO口設(shè)計49-50
• 4.3 存儲模塊的設(shè)計50-51
• 4.3.1 存儲器的設(shè)計50
• 4.3.2 存儲器子程序調(diào)用與傳送50-51
• 4.4 頂層模塊的設(shè)計51-52
• 4.5 顯示模塊的設(shè)計52-55
• 4.5.1 TFTLCD液晶顯示52-54
• 4.5.2 SignalTap分析儀捕捉信號54-55
• 4.6 硬件實現(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測定——阻尼最小二乘法[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1990年06期

2 畢世華,荊武興,崔乃剛;識別油膜軸承動態(tài)參數(shù)的遞推阻尼最小二乘法[J];振動工程學(xué)報;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];長江科學(xué)院院報;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;2000年02期

5 李宏壯;劉欣悅;王建立;;薄鏡面面形主動校正技術(shù)研究[J];應(yīng)用光學(xué);2010年01期

6 ;[J];;年期

中國碩士學(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實現(xiàn)[D];長沙理工大學(xué);2015年

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本文編號：746099