通信电源监控系统中的交流采样算法研究0单晶硅片

通信电源监控系统中的交流采样算法研究

通信电源监控系统中的交流采样算法研究 2011年12月09日 来源： The Research of AC Sampling algorithm in supervision and control system for telecommunication power supply XU Xiaojie HOU Zhenyi (The Telecommunication Engineering Institute， AFEU.， XI’AN 710077，China) Abstract: Based on the comparison between DC sampling and AC sampling algorithm, the AC sampling algorithm common used was discussed with detail . At the same time, analyzes and compares their advantages and disadvantages with respect. Key words: supervision and control system AC sampling root-mean square BP 1 引 言 近几年来，随着通信技术和计算机技术的发展，通信电源监控系统开始进入实用阶段。监控系统的主要功能是对设备进行监测、控制，而数据采集又是实现这一功能的最重要和最基本的环节，尤其是如何准确快速地采集各个模拟量，一直是人们所关注的问题。根据采样信号的不同，采样方法可分为直流采样和交流采样。直流采样是采集经过变送器整流后的直流量，然后由Ａ/Ｄ转换器送入主机，此方法软件设计简单、计算方便，对采样值只需作一次比例变换，即可得到被测量的数值，具有采样周期短的优点。因此，在监控系统发展初期，这一方法得到了广泛的应用。但直流采样方法存在着以下一些不足：（1）具有较大的时间延迟，难以及时反应被测量的突变，为了提高响应速度，变送器的时间常数必须特殊设计，因而不宜普遍使用；（2）变送器测量谐波有误差；（3）监控系统的测量精度直接受变送器的精确度和稳定性的影响。鉴于以上原因，近年来交流采样技术得到了迅速的发展。与直流采样相比，交流采样法具有实时性好，相位失真小，便于维护的优点。其原有的一些缺点，比如算法复杂、精度难以提高、对Ａ/Ｄ转换速度要求较高等等，随着微机技术的发展，也逐步得到了弥补。从通信电源监控系统的发展趋势来看，交流采样法正在逐步代替直流采样。2 交流采样的算法 算法是采样的核心问题之一，而衡量一个算法的优劣的标准主要是精度和速度。对于通信电源监控系统来说，需要监测的量较多，对算法的准确程度要求较高，对于速度一般只要求跟上系统的采样速度即可。因此，监控系统中的交流采样算法有着其特殊性，下面分别对监控系统中常用的几种交流采样算法加以探讨。2.1 均方根法 近年来的许多研究和实践表明，均方根法是用于监控系统交流采样的一种较好的方法。其基本思想是依据周期连续函数的有效值定义，将连续函数离散化，从而得出电压、电流的表达式 （1） （2）式中：N为每个周期均匀采样的点数；ui为第i点的电压采样值；ii为第i点的电流采样值。由连续周期函数的功率定义可得离散表达式为 （3）这种算法不仅对正弦波有效，当采样点数多时，还可较准确的测量波形畸变的交流量。但当采样点数太多时，运算时间会明显增长，使响应速度有所下降。 2.2 递推最小二乘算法 在通信电源的实际运行中，电网存在谐波，同时还会有各种瞬时干扰，如高频开关干扰等，因此在编制交流采样软件时，一般均需与某种滤波算法相配合，才能达到较准确的测量各种正弦与非正弦交流信号的目的。递推最小二乘法是近年来提出来的一种较新的算法，利用这种算法，可以有效的从受干扰污染的输入信号中估计基波电压或基波电流复数振幅的实部和虚部，利用它们对电压、电流的有效值进行计算，同时利用电压相角的变化可以计算出频率。假设无噪声的输入电压是角频率为w的正弦波电压，则 = = (4)式中x1=

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