电力系统状态估计——于尔铿

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中国科学技术大学 研究生课程 机器学习 课件PPT 主讲 陈恩红

一本很详尽的磁件书，里面的例子使用 【核心代码】目 录第一章 磁的基本概念………………………………………………………………………11.1 磁的基本现象 …………………………………………………………………………………11.2 电流与磁场…………………………………………………………………………………… 11.3 磁的单位和电磁基本定律………………………………………………………………… 2 1.3.1 磁感应强度(B-磁通密度) ……………………………………………………………………3 1.3.2 磁通……………………………………………………………………………………………3 1.3.3 磁导率µ和磁场强度 H ………………………………………………………………………3 1.3.4 安培环路定律………………………………………………………………………………… 4 1.3.5 电磁感应定律………………………………………………………………………………… 5 1.3.6 电磁能量关系 …………………………………………………………………………………6 本章要点 7第二章 电路中的磁性元件…………………………………………………………………82.1 自感……………………………………………………………………………………………82.2 互感……………………………………………………………………………………………82.2.1 线圈之间的互感 ………………………………………………………………………………92.2.2 互感系数………………………………………………………………………………………92.2.3 互感电动势……………………………………………………………………………………92.2.4 互感电路………………………………………………………………………………………102.3 变压器…………………………………………………………………………………………122.3.1 变压器空载……………………………………………………………………………………132.3.2 变压器负载状态………………………………………………………………………………132.3.3 变压器等效电路………………………………………………………………………………14 本章要点…………………………………………………………………………………………15第三章 磁路和电感计算………………………………………………………………… 173.1 磁路的概念…………………………………………………………………………………173.2 磁路的欧姆定律 ……………………………………………………………………………173.3 磁芯磁场和磁路 ……………………………………………………………………………193.3.1 无气隙磁芯磁场 ………………………………………………………………………………193.3.2 E 型磁芯磁场和等效磁路……………………………………………………………………213.3.3 气隙磁导的计算 ………………………………………………………………………………233.4 电感计算………………………………………………………………………………………273.4.1 导线和无磁芯线圈的电感计算－经验公式…………………………………………………283.4.2 磁芯电感………………………………………………………………………………………33 本章要点……………………………………………………………………………………………35第四章 软磁材料………………………………………………………………………………364.1 磁性材料的磁化………………………………………………………………………………364.2 磁材料的磁化曲线……………………………………………………………………………364.2.1 磁性物质磁化过程和初始磁化曲线 …………………………………………………………364.2.2 饱和磁滞回线和基本参数……………………………………………………………………374.3 磁芯损耗………………………………………………………………………………………38 4.3.1 磁化能量和磁滞损耗 Ph………………………………………………………………………384.3.2 涡流损耗 Pe ……………………………………………………………………………………394.3.3 剩余损耗 Pc ……………………………………………………………………………………404.4 磁化曲线的测量和显示……………………………………………………………………… 414.4.1 测试原理和电路 ……………………………………………………………………………… 414.4.2 磁化曲线的显示 …………………………………………………………………………… 424.5 相对磁导率µr……………………………………………………………………………………434.5.1 最大磁导率μm…………………………………………………………………………………434.5.2 初始磁导率μI …………………………………………………………………………………434.5.3 增量磁导率µ∆………………………………………………………………………………… 434.5.4 有效磁导率μe…………………………………………………………………………………444.5.5 幅值磁导率µa …………………………………………………………………………………444.6 常用软磁材料 ………………………………………………………………………………… 464.6.1 对软磁材料的要求 …………………………………………………………………………… 464.6.2 合金磁材料 ……………………………………………………………………………………464.6.3 磁粉芯…………………………………………………………………………………………514.6.4 软磁铁氧体材料……………………………………………………………………………… 524.7 软磁材料的选用原则 ……………………………………………………………………………56 本章要点 ……………………………………………………………………………………………56第五章 变换器中磁芯的工作要求……………………………………………………………585.1 Ⅰ类工作状态－Buck 变换器滤波电感磁芯……………………………………………………585.2 Ⅱ类工作状态－正激变换器变压器 ……………………………………………………………605.3 Ⅲ类工作状态－推挽型变换器中变压器 …………………………………………………… 625.3.1 输出交流时逆变器中的变压器 ………………………………………………………………635.3.2 SPWM 交流输出滤波电感 ………………………………………………………………… 655.3.3 直流输出时变压器的工作状态 ……………………………………………………………… 665.4 准Ⅲ工作状态－磁放大器磁芯工作状态………………………………………………………685.4.1 磁放大器原理 …………………………………………………………………………………685.4.2 实际应用举例 …………………………………………………………………………………69本章要点 ………………………………………………………………………………………70第六章 线圈 ………………………………………………………………………………………716.1 集肤效应…………………………………………………………………………………………716.2 线圈磁场和邻近效应…………………………………………………………………………736.3 变压器线圈的漏感……………………………………………………………………………746.3.1 典型变压器磁芯的漏感分析…………………………………………………………………746.3.2 其他结构的漏磁……………………………………………………………………………… 766.3.3 减少漏磁的主要方法－线圈交错绕…………………………………………………………766.4 邻近效应对多层线圈影响………………………………………………………………………766.4.1 多层线圈………………………………………………………………………………………776.4.2 线圈的并联……………………………………………………………………………………806.4.3 无源损耗………………………………………………………………………………………816.5 线圈结构…………………………………………………………………………………………826.5.1 绝缘、热阻和电流密度………………………………………………………………………826.5.2 计算有效值电流 ………………………………………………………………………………856.5.3 窗口充填系数 kw ………………………………………………………………………………866.5.4 电路拓扑………………………………………………………………………………………87 6.6 线圈间电容和端部电容…………………………………………………………………………87 本章要点………………………………………………………………………………………89第七章 功率变压器设计 ………………………………………………………………………907.1 变压器设计一般问题……………………………………………………………………………907.1.1 变压器功能……………………………………………………………………………………907.1.2 变压器的寄生参数及其影响…………………………………………………………………907.1.3 温升和损耗 ……………………………………………………………………………………997.1.4 充填系数………………………………………………………………………………………927.1.5 电路拓扑………………………………………………………………………………………927.1.6 频率……………………………………………………………………………………………927.1.7 占空度………………………………………………………………………………………937.1.8 匝数和匝比选取………………………………………………………………………………947.1.9 磁通偏移………………………………………………………………………………………967.1.10 磁芯选择……………………………………………………………………………………977.2 变压器设计基本步骤………………………………………………………………………101第八章 电感和反激变压器设计……………………………………………………………1068.1 应用场合 ………………………………………………………………………………………1068.1.1 输出滤波电感(Buck)…………………………………………………………………………1068.1.2 Boost 和 Boost/Buck 电感 ……………………………………………………………………1078.1.3 反激变压器…………………………………………………………………………………1088.1.4 耦合滤波电感………………………………………………………………………………1098.2 损耗和温升……………………………………………………………………………………1118.3 磁芯……………………………………………………………………………………………1118.3.1 磁芯气隙……………………………………………………………………………………1118.3.2 散磁引起的损耗……………………… … … ………………………………………………1128.3.3 扩大电感磁通摆幅…………………… … … ………………………………………………1138.3.4 磁芯材料和形状………………………………………………………………………………1148.3.5 决定磁芯尺寸………………………………………………………………………………1148.4 电感计算………………………………………………………………………………………1158.4.1 气隙磁芯电感………………………………………………………………………………1168.4.2 磁粉芯和恒导磁芯电感……………………………………………………………………1168.4.3 利用电感系数 AL计算电感…………………………………………………………………1168.5 电感设计………………………………………………………………………………………1168.5.1 设计步骤……………………………………………………………………………………1168.5.2 举例－Buck 输出滤波电感…………………………………………………………………1188.5.3 反激变压器电感设计………………………………………………………………………120第九章 特殊磁性元件…………………………………………………………………………1299.1 电流互感器……………………………………………………………………………………1299.1.1 交流互感器…………………………………………………………………………………1299.1.2 脉冲直流互感器………………………………………………………………………………1329.2 磁调节器和尖峰抑制器设计…………………………………………………………………1359.2.1 矩形磁芯基本特性……………………………………………………………………………1359.2.2 磁放大器设计…………………………………………………………………………………1369.2.3 噪声抑制磁芯…………………………………………………………………………………138第十章 附录………………………………………………………………………………………14110.1 单位制和转换关系……………………………………………………………………………14110.2 导线数据………………………………………………………………………………………14210.2.1 漆包线规格、绝缘和耐压…………………………………………………………………14210.2.2 英制导线规格及公制转换…………………………………………………………………14310.2.3 电工铜带……………………………………………………………………………………14410.3 铁氧体………………………………………………………………………………………14510.3.1 国产铁氧体材料特性………………………………………………………………………14510.3.2 铁氧体尺寸规格……………………………………………………………………………14510.3.3 国内外铁氧体材料对照……………………………………………………………………15610.4 磁粉芯………………………………………………………………………………………15610.4.1 磁粉芯的主要性能和规格…………………………………………………………………15610.4.2 磁粉芯电感估算……………………………………………………………………………15610.4.3 国内外磁粉芯规格…………………………………………………………………………15710.5 矩形磁滞回线磁芯……………………………………………………………………………15810.5.1 非晶合金……………………………………………………………………………………15810.5.2 噪声抑制器件………………………………………………………………………………15910.5.3 矩形磁滞回线铁氧体磁芯…………………………………………………………………15910.6 绝缘 …………………………………………………………………………………………15910.6.1 线圈端部处理 －留边距离 Z、端空距离 d………………………………………………16010.6.2 内层绝缘(线圈骨架到磁芯)、绕组间绝缘 ………………………………………………16010.6.3 线圈的裹覆、端封和灌注方式的选择……………………………………………………16110.6.4 出头绝缘距离………………………………………………………………………………16110.6.5 工艺…………………………………………………………………………………………16110.7 磁性元件相关标准……………………………………………………………………………16210.7.1 国家标准……………………………………………………………………………………16210.7.2 部分国际标准………………………………………………………………………………164

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基于MATLAB复调制ZOOM-FFT算法的分析和实现2006年第4期舰船电子工程121滤波;使用函数来实现傅立叶变换次复数乘法。设数字滤波器的阶数为K,滤波器系数离线生成,则滤波需要DNK次复数乘法,则总4 Matlab仿真和验证的运算量为为验证上述算法及分析过程的正确性,在MatZFFTNloN+2N+DN·K(3)中产生一个正弦组合信号3随着细化倍数的增加,基带FFT和ZFFT的运算量x(t)=30cos(2m110t)+30cos(2x11145t)都会大幅度增加;zFF只有当细化频带较窄(此时+25cos(2x112.3t)+48cos(2m113.8t)无需数字滤波)或长序列的情况下,与基带FT相+50co(2x114.5t)比才具有运算量上的优势。分别利用基带FT和ZT对其进行谱分析ZFT算法存在自身的局限性,其存在的问题仿真条件:f=2048H,F点数N=1024,细化倍数D=50。基带FFT的频率分辨率4f=2H,历如下:(1)需要存放中间数据的内存空间巨大限制ZF的频率分辨率△f=0.04H。仿真结果如图了最大细化倍数2和图3所示。(2)采用具有线性相位的FIR数字滤波器实igure(n现抗混叠滤波,由于有限阶滤波器的吉布斯效应( Gibbs effect),滤波器截止频率处的频谱不可避免020040060080010001200会出现局部失真。(3)细化倍数越高,重釆样的选抽比越高,则细化带宽越窄。当需要细化的带宽较大时,必须进5行多次细化,这势必会增加计算量。Figure(4)频率成分调整较复杂。将FT和谱分析105110115130得到的频率成分调整到所选频带的频率成分式较Frequency(Hz复杂的过程,特别是为了避免低通抗混滤波器的边图3FF幅值频谱缘误差造成的频率混叠为了比较频率细化的效果,对图中谱线作了归化处理。图2中fgme(a)为原始信号,fgme(c)6小结为基带FYT处理后的幅值谱线,fgre(d)为移频后ZFT算法的关键在于利用傅立叶变换的移频基带FFT处理后的幅值谱线。由此图可以看出,基特性将感兴趣的高频段频率移至频谱原点,降低采带FFT的几个谱峰叠加为一个谱峰,各频率成分不可分辨。图3中fge(g)为重新采样后F处理样率重新釆样,从而获取较高的频率分辨率。它对后的幅值谱线,gure(h)为频率调整到实际频率处于获得某些特殊频段而不是整个带宽的信号细微的幅值谱线。此图中,因频率分辨率降低了D倍谱结构十分有用。该算法在实际工程技术中有较zF的幅值谱线中5条谱线清晰可见,说明ZF广泛的应用效果明显。参考文獻5ZF运算量和局限性讨论[1]胡广书.数字信号处理-理论、算法与实现[M]北京:清华大学出版社,1997当采用时域抽取FFT算法时,N点DT的复数[2] Vinay K ingle, John g proakis.数字信号处理及其乘法次数为l2N,复数加法次数为NN。为MATLAB实现[M].北京:电子工业出版社,1998[3]赵霞,熊小伏,郭珂.用细化频谱技术分析断路器简单起见,仅比较两种算法的复数乘法次数。操动机构振动信号[J.电力系统自动化,2003,(12):37设频率分辨率4f=fN,细化倍数D=△/404」f。要获得4/的分辨率,基带FFT的运算量为[4]丁康,谢明,张彼德等.基于复解析带通滤波器的FrTdN)lo复调制细化谱分析原理和方法[J.振动工程学报,2001,62(D14(1):30~35采用ZF算法,在复调制时只计算重采样的[5]宗孔德.多抽样率信号处理[M].北京:清华大学点,需N次复数乘法。同样,调制系数的计算也需N出版社,19基于 MATLAB复调制Z00M-FT算法的分析和实现旧WANFANG DATA文献链接作者:王力,张冰,徐伟, Wang li, Zhang bing, Xu Wei作者单位:王力,张冰, Wang Li, Zhang bing(江苏科技大学,镇江,212003),徐伟, Xu Wei(船舶系统工程部,北京,100036)刊名:舰船电子工程英文刊名SHIP ELECTRONIC ENGINEERING年,卷(期)2006,26(4)被引用次数:次参考文献(5条)1.宗孔德多抽样率信号处理19962.丁康;谢明;张彼德基于复解析带通滤波器的复调制细化谱分析原理和方法[期刊论文]振动工程学报2001(013.赵霞;熊小伏;郭珂用细化频谱技术分析断路器操动机构振动信号[期刊论文]电力系统自动化2003(12)4.陈怀琛数字信号处理教程- MATLAB释义与实现19985.胡广书数字信号处理一理论、算法与实现1997本文读者也读过(6条江波.唐普英基于复调制的ZooⅷFFT算法在局部频谱细化中的研究与实现[期刊论文]-大众科技2010(7)2.丁康.谢明.张彼德.赵玲.张晓飞. Ding Kang. Xie ming. Zhang bide. Zhao ling. ZHANG Xiaofei基于复解析带通滤波器的复调制细化谱分析原理和方法[期刊论文]-振动工程学报2001,14(1)3.罗利春. LUo Lic- hun zoom-FFT的改进、频谱反演与时-频局部化特性[期刊论文]-电子学报2006,34(1)4.戴振华.纪海林.徐运涛.DAⅠZhen-hua. JI Hai-1in.ⅫUYun-taoZ00MFFT算法在数字音频分析仪中的实现[期刊论文]-兵工自动化2007,26(10)5.黄镔.许婧.高峰.束洪春Z0OM-FFT在水电机组振动信号分析中的应用[期刊论文]-昆明理工大学学报(理工版)2002,27(5)6.王卫江改进的自适应Zoom-FFT算法研究[期刊论文]一电子技术应用2006,32(7)证文献(10条1.程兆刚.唐力伟.张淑琴.曹洪娜基于复调制Z0OM-FFT算法下阻尼比识别的研究[期刊论文]计算机与数字工程2012(1)2.刘树强.罗天.王宁.潘栋基于 Labview的异步电机转子断条检测[期刊论文]电子设计工程2011(3)3.王文森.邱宏安高精度超声流量检测系统设计[期刊论文]电声技术2011(2)4刘树强.罗天.谭兴文基于 Labview的笼型异步电动机转子断条故障在线检测系统[期刊论文]西南大学学报:自然科学版2011(9)5.王乐.苏小敏.杜林.李春化复白噪声中复正弦波频率估计方法硏究[期刊论文]火控雷达技术2011(36.周红霞.江佩勤.伍洲基于嵌入式系统的ZFFT移频轨道检测算法[期刊论文]通信技术2010(37.焦玮琦.陈特放基于局部频谱细化的轨道移频信号高精度检测[期刊论文]机车电传动2009(28.史瑞根.姚金杰基于 Labview的数字变频FFT设计[期刊论文]现代电子技术2009(7)9武中奇.杨世武丌FT算法在铁路移频信号分析中的应用及其DSP实现[期刊论文]铁道通信信号2008(7)10.时献江.张春喜.邵俊鹏异步电机断条故障诊断的细化包络方法[期刊论文]电机与控制学报2008(2)本文链接http://d.g.wanfangdata.com.cn/periodicaljcdzgc200604033.aspx

利用轨道参数方法，拟合出来轨道参数方程以及地面点坐标，进而使用几何关系，求出平地相位。

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