在电力系统分析中,谐波检测是一个重要的领域,它对于保证电网稳定运行、提高电能质量、减少系统损耗等方面具有重大意义。传统的电力系统谐波检测主要基于快速傅立叶变换(FFT)及其改进算法,尽管FFT能够精确地确定出平稳波形中各次谐波的幅值和相位,但它不提供时间局部信息,因此仅适用于稳态信号的分析处理。对于包含非稳态成分的信号,FFT则显得力不从心,无法给出有效的非稳态谐波信息。为了克服这一缺陷,近年来,小波变换以其在时域和频域同时具有良好的局部化特性,逐渐成为电力系统谐波检测领域的新宠。 小波变换是一种有效的时频分析工具,它能够在局部区域内对信号进行多分辨率分析。相较于傅立叶变换,小波变换能够提供时间局部信息,特别适合分析电力系统中的瞬态信号。小波变换的一个重要应用是在电力系统谐波测量中的应用。通过对含有谐波的信号进行正交小波分解,可以将不同尺度的结果看作是不含谐波的基波分量,从而实时跟踪谐波变化。特别是随着Mallat算法和高速数字处理芯片的应用,小波变换用于谐波检测的动态性能得到了极大提高,满足了电力有源滤波器对谐波实时检测的要求。 小波包变换是小波变换的延伸,它在小波变换的基础上对高频段的信号进行更精细的划分,使得高频段也能获得和低频段一样的频率分辨率。小波包变换在时变谐波分析中的应用证明了其对时变谐波的检测具有较高的精确性,同时也展现了小波包在时频域内优秀的分析性能。小波包变换可以配合连续小波变换使用,能同时检测并识别包括整数次、非整数次和分数次谐波在内的各种谐波。 复小波分析和自适应小波分析是小波变换领域的其他延伸,它们也逐渐应用于谐波检测当中。例如,文献[8]首次提出了将小波多分辨率分析与傅立叶变换结合进行谐波检测的算法。该算法首先利用小波变换将原始信号中的稳态成分和非稳态成分分离,然后用傅立叶变换分析稳态信号,得到稳态谐波的幅值和相位。但是,该方法并未对小波变换后的非稳态谐波信号进行进一步处理,在非稳态信号成分复杂时无法提供有效的非稳态谐波信息。针对这样的问题,本文将小波熵的概念引入到谐波检测中。 本文提出了一种改进的谐波检测算法,即通过结合傅立叶变换和小波变换的优点,将两者联合起来使用,以此达到对所有类型谐波信号都能有较好检测效果的目的。这种联合方法能够准确检测出稳态和非稳态谐波的相关参数,并通过仿真及实验证明了算法的正确性。此外,小波变换和傅立叶变换联合使用的方法,也得到了国家自然科学基金的资助。 傅立叶变换作为谐波分析的基础理论,是从频域角度观察信号的数学工具,其基本原理是任意函数都可以分解为无穷多个不同频率的正弦波之和。而小波变换则是一种窗口大小固定但形状可变的时频局部化分析方法,它允许在不同尺度上同时观察信号的时域和频域特征,特别适合分析电力系统中的瞬态信号。通过小波变换,可以准确确定信号突变的时刻,滤除干扰信号,从而更好地分析谐波信息。 在电力系统谐波分析的实际应用中,小波变换已经显示出了其独特的优势。它不仅可以用于电力系统谐波检测,还在信号去噪、故障诊断、信号压缩、图像处理等多个领域得到了广泛应用。未来,随着更多相关技术的研究和发展,相信小波变换在谐波检测及电力系统其他方面的应用会越来越广泛,成为不可或缺的技术工具。
2025-05-31 02:34:09 530KB 首发论文
1
基于扩张状态观测器(ESO)的三相永磁同步电机谐波电流抑制技术的研究与实践:从原理到仿真观测器。附实验前后电流对比及文献支持。,三相永磁同步电机谐波电流抑制策略:基于扩张状态观测器(ESO)的观测与抑制技术,三相永磁同步电机谐波电流抑制,采用基于扩张状态观测器(ESO)来实现对谐波的观测和抑制,附参考文献。 图一为参考的英文文献 图二为未使能算法时的电流谐波,5、7次谐波含量高 图三为使能谐波抑制算法后相电流THD,5、7次谐波含量明显降低。 图四为观测的q轴电流和实际q轴电流 图五为仿真观测器截图 ,三相永磁同步电机; 谐波电流抑制; 扩张状态观测器(ESO); 谐波观测; 谐波抑制; 5、7次谐波; 电流THD; 仿真观测器。,基于扩张状态观测器(ESO)的三相永磁同步电机谐波电流抑制技术研究
2025-05-26 18:28:05 2.25MB scss
1
内容概要:本文详细记录了利用COMSOL Multiphysics进行基于开口谐振环(SRR)的二次谐波产生的完整建模过程。首先介绍了SRR的基本概念及其在超材料领域的应用价值,随后逐步讲解了几何建模、材料属性设置、物理场配置、求解器选择以及后处理方法。文中强调了多个关键点,如几何参数的精确设置、非线性材料属性的正确配置、频率设置的合理性、求解器的选择与配置、网格划分的策略等。此外,还分享了一些实用的操作技巧和常见错误避免方法,帮助用户更好地理解和应用这一复杂的非线性光学仿真。 适合人群:从事非线性光学、超材料研究的专业人士,尤其是有一定COMSOL使用基础的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解SRR结构在二次谐波产生中的应用机制,掌握COMSOL中非线性光学仿真的具体实施步骤,提高仿真效率并减少常见错误的发生。 其他说明:文中提供了详细的代码片段和参数设置指导,确保读者能够顺利复现实验结果。同时,作者通过自身实践经验分享了许多宝贵的调试经验和优化建议,使读者能够在实践中少走弯路。
2025-05-21 17:07:32 939KB
1
内容概要:本文详细记录了利用COMSOL进行基于开口谐振环(SRR)的二次谐波产生的建模过程。首先介绍了SRR的基本概念及其在非线性光学中的重要性,随后逐步讲解了几何建模、材料属性设置、物理场配置、求解器配置以及后处理的具体方法。文中还分享了许多实用的操作技巧,如参数化控制几何尺寸、非线性材料属性的正确设置、频率设置中的双频模式、网格划分的优化策略等。此外,作者还提供了多个避免常见错误的经验之谈,确保仿真的顺利进行。 适合人群:从事非线性光学研究、超材料设计及相关领域的科研人员和技术爱好者。 使用场景及目标:帮助读者掌握COMSOL中SRR二次谐波仿真的完整流程,提高仿真效率并减少错误发生。具体目标包括:①理解SRR在非线性光学中的应用;②学会正确的建模、材料选择和物理场设置;③掌握求解器配置和后处理技巧;④避免常见的仿真陷阱。 其他说明:文章不仅提供了详细的理论解释,还结合了大量实践经验,使读者能够更好地理解和应用相关知识。
2025-05-21 17:07:11 117KB
1
内容概要:本文详细介绍了如何使用COMSOL进行金属开口环谐振器(Metallic Split-Ring Resonator, SRR)的二次谐波(SHG)转换效率仿真。主要内容涵盖了几何建模、材料属性设置、边界条件配置、求解器设置以及后处理步骤。文中强调了多个关键点,如使用Drude模型优化金属材料参数、设置合适的非线性极化率、采用频域-时域混合求解器提高精度、确保网格划分足够精细等。此外,还提供了具体的MATLAB和Python代码片段,帮助用户避开常见陷阱并获得准确的仿真结果。 适合人群:从事非线性光学研究、电磁场仿真、超表面设计的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于需要精确计算金属开口环谐振器二次谐波转换效率的研究项目。目标是通过合理的参数设置和求解方法,得到高精度的仿真结果,为实验提供理论支持。 其他说明:文中提到的仿真过程中需要注意的具体细节和技巧对于提高仿真准确性至关重要。建议读者仔细阅读并结合实际应用进行调整。
2025-05-21 16:48:25 943KB
1
随着现代科技的发展,光学领域的研究不断深入,二次谐波产生(SHG)技术作为光学领域中的一项重要技术,其研究和应用受到了广泛的关注。COMSOL是一款强大的多物理场仿真软件,能够模拟和分析复杂系统中的物理现象,包括电磁场、流体动力学、声学以及结构力学等领域。在复现物理评论快报(Physical Review Letters, PRL)上发表的关于二次谐波产生的研究成果过程中,研究人员利用COMSOL软件进行复现实验,这不仅验证了理论的正确性,也展示了数值仿真在科学研究中的重要作用。 二次谐波产生的原理基于非线性光学效应,是指频率为ω的入射光通过非线性介质后,产生频率为2ω的新光波。这一效应在激光技术、光谱学、光学调制以及成像技术等领域有广泛的应用。通过COMSOL进行数值模拟,研究人员可以详细分析二次谐波产生的物理过程、预测实验结果,并对实验条件进行优化,从而指导实际实验。 在科学研究与技术的应用方面,复现二次谐波产生技术具有重要的价值。它不仅能够帮助科学家们深入理解非线性光学的基本原理,还能够推动相关技术的创新。通过在科学研究与技术中的应用,二次谐波产生的技术可以被应用于新一代的光学设备和仪器,从而提高光学系统的性能。 COMSOL软件中的多物理场仿真功能为复现二次谐波产生的研究提供了强大的支持。在进行仿真模拟时,研究者可以设置不同的物理参数和条件,例如光波的频率、功率、入射角度以及非线性介质的材料特性等。通过模拟,研究者可以直观地观察到二次谐波产生的过程,分析其效率和影响因素,这对于实际实验的设计和优化至关重要。 技术分析和理论模拟是复现二次谐波产生过程中的重要步骤。通过理论分析可以构建起物理模型,并通过COMSOL软件进行数值模拟,从而得到二次谐波产生的分布特性。仿真结果不仅可以验证理论分析的正确性,还可以在实验之前对潜在的问题进行预测,避免不必要的实验失败和资源浪费。 在实际的实验操作中,研究人员通常需要对实验参数进行精细的调整,以确保实验结果的准确性。复现二次谐波产生的实验过程需要考虑非线性材料的非线性系数、介质的相位匹配条件、光束的聚焦以及光束质量等因素。COMSOL模拟可以提供理论依据,指导研究人员在实验中如何更有效地控制这些因素。 此外,COMSOL软件还具有强大的后处理功能,可以通过图表、动画等形式直观地展示仿真结果,这为研究人员理解复杂物理过程提供了极大的便利。例如,可以通过后处理功能绘制出二次谐波在空间中的分布图,分析其强度与入射光强的关系,以及与非线性介质的几何结构的关系等。 通过COMSOL软件复现PRL上发表的二次谐波产生研究,不仅可以加深对非线性光学效应的理解,还能够促进光学技术的发展,推动科学研究与技术应用的进步。这一过程展示了数值仿真在现代科学研究中的重要性,以及其在预测、分析和指导实验方面所发挥的关键作用。
2025-05-21 16:44:52 1.17MB 柔性数组
1
内容概要:本文详细介绍了永磁同步电机(PMSM)在运行过程中产生的电流谐波问题及其解决方案。首先分析了PMSM产生谐波的原因,特别是5次和7次电流谐波的影响。接着,利用Simulink建立了PMSM的仿真模型,重点研究了逆变器非线性对电流谐波的影响。文中提出了谐波注入补偿方法,并通过特定频率的谐波电压注入来补偿电流谐波。此外,还介绍了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的5次、7次电流谐波抑制策略。通过仿真结果表明,该方法能有效减少电流谐波含量,提升电机性能和电网质量。 适合人群:从事电力电子系统研究的技术人员、高校师生以及对永磁同步电机谐波抑制感兴趣的科研工作者。 使用场景及目标:适用于需要理解和解决永磁同步电机电流谐波问题的研究项目和技术开发。目标是通过仿真验证谐波抑制方法的有效性,进而优化电机性能和电网质量。 其他说明:文章提供了详细的仿真步骤和结果分析,有助于读者深入了解谐波抑制的具体实施过程。同时,附带的相关参考文献也为进一步研究提供了理论支持。
2025-05-20 16:36:13 584KB 电力电子 Simulink SVPWM PMSM
1
从外部导入数据进行THD分析matlab 一、导入外部数据到 MATLAB 工作空间 在进行THD分析之前,首先需要将外部数据导入到 MATLAB 工作空间中。在这个示例中,我们使用CSV文件作为外部数据源。双击第一列可以更改变量名显示已导入的数据。这一步骤对于后续的数据分析至关重要。 二、SIMULINK 模型建立 在导入数据后,下一步骤是建立 SIMULINK 模型。我们可以打开 SIMULINK,新建一个仿真模型。在这里,我们可以使用 SIMULINK-SINKS 拖取一个示波器 SCOPE出来。然后,我们可以到 SIMSCAPE-POWERSYSYTEM-SPECIALIZED TECHNOLOGY-FUNDAMENTAL BLOCKS 拖取 POWERGUI出来。这样,我们就可以建立一个基本的仿真模型。 三、数据导入到 MATLAB 工作空间 在 SIMULINK 模型中,我们可以将 SCOPE 里面的时间变量和采样点值物理值变量导入到 MATLAB 工作空间中。为此,我们可以运行 SIMULINK 模型,这样我们就可以在工作空间中看到这些变量。这一步骤对于后续的数据分析非常重要。 四、数据连接到 GUI 的分析界面 在将数据导入到 MATLAB 工作空间后,我们可以将这些数据用命令行赋值给示波器变量。这样,我们就可以将这些信号连接到了 GUI 的分析界面。在这里,我们可以使用命令行 power_fftscope 或者打开 GUI 中的 FFT 进行 THD 分析。 五、THD 分析 在 GUI 的分析界面中,我们可以看到 MAG 指各次谐波幅值占基波幅值的百分数。在这个示例中,我们可以看到 4Khz 高频分量居多,之后进行滤波操作即可。同时,我们也可以使用 THD 公式计算 THD 值。 六、THD 公式计算 THD(Total Harmonic Distortion,总谐波畸变)是衡量信号中谐波畸变程度的指标。THD 的计算公式如下: THD = √(Σ(Ai^2))/A1 其中,Ai 是每个谐波的幅值,A1 是基波幅值。这个公式可以用于计算信号中的 THD 值。 从外部导入数据进行 THD 分析 matlab 需要经过以下步骤:导入外部数据到 MATLAB 工作空间,建立 SIMULINK 模型,数据导入到 MATLAB 工作空间,数据连接到 GUI 的分析界面,THD 分析和 THD 公式计算。这些步骤对于进行 THD 分析非常重要。
2025-05-11 16:06:50 751KB matlab 谐波分析
1
STM32全桥逆变电路原理图:IR2110驱动IRF540N MOS,最大50V直流输入,高交流利用率,谐波低于0.6%,SPWM波形学习好选择,STM32全桥逆变电路原理图:IR2110驱动IRF540N半桥设计,高效率SPWM波形,低谐波干扰立创电路设计分享,stm32全桥逆变电路 采用2个ir2110驱动半桥 mos采用irf540n 最大输入直流50v 输出交流利用率高 谐波0.6% 立创原理图 有stm32系列 想学习spwm波形的原理以及相关代码这个是个不错的选择,网上现成代码少,整理不易 ,stm32;全桥逆变电路;ir2110驱动;irf540n MOS;最大输入直流50v;输出交流利用率高;谐波0.6%;立创原理图;spwm波形原理及相关代码。,基于STM32的全桥逆变电路:IR2110驱动的SPWM波形原理与实践
2025-04-29 20:27:51 11.29MB
1
在”ADS使用记录之基于低通滤波匹配的超宽带功率放大器设计“的基础上使用RFPro对版图进行分析。 下载前阅读:https://blog.csdn.net/weixin_44584198/article/details/139068412
2025-04-27 10:31:54 9.87MB
1