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专利号: 2017110061382
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于强跟踪卡尔曼滤波器的电压相位检测算法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1,将检测到的三相电压Ua、Ub、Uc变换到角速度ω=100πrad/s的两相旋转xy坐标系上,得到变换结果Ux和Uy;

式中: t为时间;

步骤2,将由步骤1得到的Ux和Uy应用低通滤波器提取出正序基波电压分量Ux+和Uy+;

步骤3,将由步骤2得到的Ux+和Uy+变换到两相静止αβ坐标系上,得到变换结果Uα+和Uβ+;

式中:

步骤4,将步骤1中的Ux作为输入信号,设计STKF检测输入信号的突变,得到反映信号突变的增益因子K;

步骤5,对传统同步坐标系锁相环进行改进,将由步骤4得到的增益因子K引入相位计算过程,将步骤3中的Uα+和Uβ+应用到改进同步坐标系锁相环中得到电压相位。

2.根据权利要求1所述的一种基于强跟踪卡尔曼滤波器的电压相位检测算法,其特征在于,步骤4中STKF的具体设计方法按照以下步骤实施:步骤4.1,令STKF的输入信号为z(k),待提取的信号为x(k),剩余的噪声信号为w(k),这些变量满足如下关系:步骤4.2,由x在k-1时刻的值x(k-1)预测k时刻的预测值为x(k|k-1);P(k)为x(k)与预测值x(k|k-1)的预测协方差,其在k时刻的预测值P(k|k-1)由k-1时刻的值P(k-1)预测得到;x和P的预测值计算公式:式中λ(k)为渐消因子,用于提高对输入信号突变的响应,λ(k)的计算公式为:式中,R(k)为信号中叠加的噪声信号w(k)的方差;β为平滑状态估计值的弱化引子,β取

1;另外x(0)=0,P(0)=1;

步骤4.3,应用k时刻P的预测值计算增益因子K:K=P(k|k-1)(P(k|k-1)+R(k))             (6)。

3.根据权利要求1所述的一种基于强跟踪卡尔曼滤波器的电压相位检测算法,其特征在于,步骤5中的改进同步坐标系锁相环具体按照以下步骤实施:步骤5.1,将步骤3中的Uα+和Uβ+应用Park变换,得到Ud+和Uq+,式中:θ为锁相环输出的电压相位;

步骤5.2,将Uq+与增益因子K相乘做为PI调节器的输入;

步骤5.3,将PI调节器的输出进行积分得到相位值θ,将该θ值反馈进入Park变换,当PI调节稳定,Uq+为0时,θ值为所测正序基波电压的相位。

4.根据权利要求2所述的一种基于强跟踪卡尔曼滤波器的电压相位检测算法,其特征在于,步骤4.2的式(5)中

5.根据权利要求4所述的一种基于强跟踪卡尔曼滤波器的电压相位检测算法,其特征在于,式(8)中ρ为遗忘因子,取0.95。