發(fā)布時間：2021-11-17 21:36

　　電流互感器的穩(wěn)定運行對于電力系統(tǒng)的監(jiān)測與保護(hù)具有重要意義,但是電流互感器的非線性問題將使二次電流發(fā)生畸變失真,造成繼電保護(hù)誤操作和延時等動作,嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。針對電流互感器的磁滯特性引起的非線性問題,本文分析了電流互感器的非線性特性以及電流互感器輸出畸變波形的原因,提出了一種基于參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)的支持向量機(jī)（SVM）非線性校正方法,對電流互感器的輸出電壓波形進(jìn)行建模,參數(shù)優(yōu)化和非線性回歸,最后通過硬件電路設(shè)計,實現(xiàn)了對畸變波形幅度和相位的修正,提高了電流互感器的測量精度,具體研究內(nèi)容如下:1.本文分析了電流互感器的工作原理,并根據(jù)其功能進(jìn)行分類。詳細(xì)闡述了光纖光柵傳感原理、超磁致伸縮材料（GMM）的特性、光纖光柵的解調(diào)原理以及對電流互感器的非線性原因進(jìn)行了分析,為探尋新的非線性校正方法奠定了理論基礎(chǔ)。2.由于鐵芯材料的磁滯特性和GMM材料的非線性特性,導(dǎo)致電流互感器的輸出結(jié)果誤差較大。在分析了非線性模型的基礎(chǔ)上,分別采用SVM和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BP:反向傳播）的方法對歸一化后的誤差函數(shù)構(gòu)建模型,實驗結(jié)果表明SVM對誤差函數(shù)建模效果更好。3.在構(gòu)建了誤差歸一化模型后,確定自適應(yīng)參... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

模數(shù)轉(zhuǎn)換過程波形圖

哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-40-4.3.3Modelsim仿真驗證為了驗證A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計邏輯的正確性，在程序下載到硬件上板之前，通過寫測試腳本文件testbench對模塊進(jìn)行仿真驗證，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換控制邏輯設(shè)計的仿真結(jié)果如圖4-13所示，D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換控制邏輯設(shè)計的仿真結(jié)果如圖4-14所示。圖4-13模數(shù)轉(zhuǎn)換過程波形圖Fig.4-13Analogtodigitalconversionprocesswaveform圖4-14數(shù)模轉(zhuǎn)換過程波形圖Fig.4-14Digitaltoanalogconversionprocesswaveform在圖4-13模數(shù)轉(zhuǎn)換波形圖中，查看FRSTDATA串行數(shù)據(jù)輸出信號，在每個ADC_SCLK上升沿FRSTDATA均會輸出一位數(shù)據(jù)，在第一個轉(zhuǎn)換過程中，F(xiàn)RSTDATA首先在復(fù)位情況下輸出為0，然后依次輸出0000_1000_0000_0000b，也就是激勵文件中例化的正弦波的第一個數(shù)據(jù)800h。一次轉(zhuǎn)換完成后，輸出并行數(shù)據(jù)Data，符合既定條件。分析圖4-14所示的數(shù)模轉(zhuǎn)換仿真圖，可以看出DIN數(shù)據(jù)線上能正常傳輸數(shù)據(jù)10101011111111，隨后用ISSP（In-SystemSourcesandPribesEditor）在線調(diào)試工具，測試輸出電壓的更新方式。ISSP工具有兩個端口，分別是信號源和探針，信號源的工作是在PC端通過JTAG電纜傳輸數(shù)據(jù)到FPGA中，以作為特定的激勵信號，在系統(tǒng)調(diào)試時可以在沒有外部激勵源的情況下手動產(chǎn)生激勵信號；探針則是將FPGA內(nèi)部的節(jié)點信號通過JTAG電纜傳輸?shù)絇C機(jī)上，方便用戶觀察。配置好ISSP文件設(shè)置，分配引腳并全編譯后，下載程序，啟動

第4章FPGA硬件電路設(shè)計與驗證-41-ISSP，當(dāng)單獨使用其中一個通道時，依次輸入不同的電壓值參數(shù)2.048V和0.512V時，測試值分別是2.05V和0.51V，此時另一通道電壓一直保持為0V；當(dāng)同時測試兩個輸入通道，分別輸入電壓值2.048V，經(jīng)過仿真測試，兩個通道輸出電壓同時變成2.05V。雖然單通道和雙通道的測試結(jié)果與實際輸入值有誤差大小，但是輸出電壓是在誤差允許的范圍內(nèi)，說明DAC模塊輸出電壓數(shù)據(jù)更新正常。為了驗證本文第三章中所提出的自適應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)SVM算法構(gòu)造的電流互感器非線性校正仿真模型的適應(yīng)性，隨機(jī)選取電流互感器輸出的其中一組樣本數(shù)據(jù)，用MATLAB軟件將其按照一定的采樣率轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，儲存在所建Quartus工程simulation文件夾下的一個命名為sin_16bit.txt的文本里，通過modelsim仿真，使用系統(tǒng)任務(wù)$readmemb函數(shù)從文件夾中讀取數(shù)據(jù)到存儲器中，模擬ADC的采集情況，取其3個周期得到ADC的采樣結(jié)果如圖4-15所示。圖4-15采樣數(shù)據(jù)波形Fig.4-15Sampledatawaveform分析圖4-15的采樣數(shù)據(jù)波形圖，電流互感器的輸出波形產(chǎn)生了畸變，波峰位置出現(xiàn)了一定程度的失真（圖4-15中矩形框標(biāo)記的地方），用建立的非線性校正算法模型對圖4-15所示的采樣數(shù)據(jù)波形進(jìn)行校正仿真，得到了很好的校正結(jié)果，校正后的結(jié)果如圖4-16所示。在圖4-16中矩形框標(biāo)記的地方，削頂?shù)牟ㄐ蔚玫搅诵拚�，與原輸入波形基本一致，驗證了非線性校正模型的準(zhǔn)確性和適應(yīng)性。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[2]基于GMM的傳感和驅(qū)動一體化裝置關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 戎恒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]全光纖電流互感器的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 魏義濤.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[4]基于DFB激光器的光纖光柵信號解調(diào)技術(shù)[D]. 王升鴻.哈爾濱理工大學(xué) 2011



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