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改进的卡尔曼滤波在非接触式电压传感器中的应用
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作者 秦浩鑫 耿蒲龙 刘珂 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第10期164-168,共5页
基于电场耦合的非接触式电压传感器应用于配网三相架空线路监测时,会受到各相输电线路之间电场的相互干扰,而目前非接触式测量大多也只是在单相线路上进行实验。为此,提出了一种改进的卡尔曼滤波(KF)方法提高其测量的准确性。首先,通过... 基于电场耦合的非接触式电压传感器应用于配网三相架空线路监测时,会受到各相输电线路之间电场的相互干扰,而目前非接触式测量大多也只是在单相线路上进行实验。为此,提出了一种改进的卡尔曼滤波(KF)方法提高其测量的准确性。首先,通过电场仿真分析叠加电场影响,然后结合算法理论建立系统状态空间模型,并对不同噪声水平的扰动信号进行测试。仿真结果表明:该组合模型滤波精度高于KF和自适应KF(AKF),均方根误差(RMSE)值分别下降了37.81%和14.2%,且随叠加电场干扰的增大其优势更加明显;麻雀搜索算法(SSA)在该模型下的性能也优于粒子群优化(PSO)算法和遗传算法(GA),证明了该方法在工程实际中有着较好应用前景。 展开更多
关键词 非接触式电压传感器 叠加电场 卡尔曼滤波 麻雀搜索算法
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桥臂电感失配下MMC少电容电压传感器无差拍控制
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作者 候维杨 贺锐智 黄守道 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期37-48,共12页
模块化多电平变流器(MMC)每个子模块接一个电容电压传感器使得输电系统成本大且通讯系统复杂。现存基于最近电平逼近调制(NLM)和电压观测器少电容电压传感技术虽然能够减少MMC子模块电容电压传感器的使用数量,但是由于电容电压观测器容... 模块化多电平变流器(MMC)每个子模块接一个电容电压传感器使得输电系统成本大且通讯系统复杂。现存基于最近电平逼近调制(NLM)和电压观测器少电容电压传感技术虽然能够减少MMC子模块电容电压传感器的使用数量,但是由于电容电压观测器容易受参数影响,从而影响系统的稳定性。为了解决桥臂电感参数失配下MMC少电容电压传感器系统采用传统控制方法时系统存在的稳定性差的问题,提出以桥臂环流和输出电流为控制对象的MMC少电容电压传感器系统无差拍控制策略,并且在单相9电平MMC少传感器实验平台对所提出的控制策略进行验证。实验结果表明,在桥臂电感参数失配情况下,所提出的控制方法能够使子模块电容电压和输出电流在动态和稳态情况下都能够稳定,从而提高MMC少电容电压传感器系统运行的鲁棒性。 展开更多
关键词 模块化多电平变流器 少电容电压传感器 桥臂电感参数失配 稳定性 无差拍控制 鲁棒性
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一种基于Howland电流泵的机车车辆电压传感器设计
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作者 王海建 赵震 +3 位作者 阮铮 秦帅 李旭阳 王霖 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第2期62-68,共7页
电压信号在机车车辆控制及保护中是重要的参考量,因此电压传感器在机车车辆中有着广泛的应用。为使信号能够较远距离可靠传输,传感器通常需要将电压信号转换成电流输出。针对Howland电流泵电路,分析相关电路工作原理及负载能力,并以此... 电压信号在机车车辆控制及保护中是重要的参考量,因此电压传感器在机车车辆中有着广泛的应用。为使信号能够较远距离可靠传输,传感器通常需要将电压信号转换成电流输出。针对Howland电流泵电路,分析相关电路工作原理及负载能力,并以此电流泵电路为基础,设计了一种电压电流转换电路。结合实际工程需要进行电压传感器设计,增加差分放大电路及功率放大电路,满足不同输入输出范围要求。根据电压传感器工作过程,分析相关功能电路。通过配置相关电路参数,传感器基本电路可设计成不同输入电压等级及输出变比的系列产品,实现电压的准确采集。同时,应用国产芯片及元件进行电路设计,实现完全国产化。通过仿真及实际测试,相关结果表明所设计传感器具有良好的精度、频率特性及带载能力,能够满足车组相关电压采集需求并已成功批量运用。 展开更多
关键词 Howland电流泵 电压传感器 负载
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基于零磁通的双隔离高电压传感器设计与实现 被引量:1
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作者 牟宏杰 王阳 +2 位作者 许涛 钟贻兵 高明星 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期183-188,共6页
传统霍尔电压传感器测量千伏级电压采用外接电阻转换成电流的方式,存在输入功率大和测量隔离度低的问题。基于此,设计了一种基于零磁通的双隔离高电压传感器。设计电阻阵列、仪表放大和运放双跟随匹配的U/I转换电路,降低输入功耗并精确... 传统霍尔电压传感器测量千伏级电压采用外接电阻转换成电流的方式,存在输入功率大和测量隔离度低的问题。基于此,设计了一种基于零磁通的双隔离高电压传感器。设计电阻阵列、仪表放大和运放双跟随匹配的U/I转换电路,降低输入功耗并精确传送测量电压;引入特殊耐高压设计的霍尔模块,对原次级磁场建立零磁通反馈,实现测量和输出隔离以及高精度线性转换;设计宽电压式DC-DC电源对内部高低压模块隔离供电。测试结果表明,传感器线性度优于0.1%,精度优于0.2%,耐压达到2000 V,具有重要的工程价值。 展开更多
关键词 电压传感器 双隔离 零磁通 U/I转换 电阻阵列
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基于无电网电压传感器的Vienna整流器滑模模型预测控制
5
作者 姜雅飞 赵刚 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期84-89,共6页
Vienna整流器的控制系统设计与电网电压参数密不可分,然而,传统的电压传感器增加了系统的成本和复杂性.针对此问题,提出一种Vienna整流器无电网电压传感器模型预测控制策略.通过建立Vienna整流器虚拟磁通数学模型来估计电网电压,利用二... Vienna整流器的控制系统设计与电网电压参数密不可分,然而,传统的电压传感器增加了系统的成本和复杂性.针对此问题,提出一种Vienna整流器无电网电压传感器模型预测控制策略.通过建立Vienna整流器虚拟磁通数学模型来估计电网电压,利用二阶低通滤波器消除了积分初值和直流偏置问题,进而提高观测效果.其次,结合模型预测直接功率控制(DPMPC),以功率跟踪误差最小为目标得到三桥臂的开关序列.实验结果表明,所提出的控制策略谐波含量低,电压能准确跟踪给定值,具有良好的稳态和动态性能. 展开更多
关键词 VIENNA整流器 模型预测直接功率控制 无电网电压传感器 虚拟磁链 滑模控制
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采用AD654芯片的直流电压传感器及其温度漂移补偿
6
作者 孟通 李长胜 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第1期43-48,共6页
提出一种基于电压-频率变换的光电式电压传感器及电压传感信号温度漂移的补偿方法。电压传感系统主要包括电阻分压器、电压-频率变换芯片、发光二极管、光纤、光电探测与信号处理单元等。利用两块AD654型芯片分别作为被测电压和温度传... 提出一种基于电压-频率变换的光电式电压传感器及电压传感信号温度漂移的补偿方法。电压传感系统主要包括电阻分压器、电压-频率变换芯片、发光二极管、光纤、光电探测与信号处理单元等。利用两块AD654型芯片分别作为被测电压和温度传感单元,通过对两路光传感信号进行非线性数据拟合等方式实现了对电压传感信号温度漂移的实时补偿。实验测量了0.6 kV~5.0 kV范围内的直流电压,并实现了电压传感信号的温度漂移补偿,在-40℃~+60℃的温度范围内,电压传感信号温度漂移的平均相对误差约为±0.7%。 展开更多
关键词 光电式电压传感器 电压-频率变换 AD654芯片 温度漂移补偿
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套管末屏电压传感器响应特性研究 被引量:49
7
作者 司马文霞 兰海涛 +3 位作者 杜林 孙才新 姚陈果 杨庆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第21期172-176,共5页
研究套管末屏电压传感器的输出响应特性对研制基于变压器电容式套管分压的电力系统过电压实时在线监测装置具有十分重要的意义。该文首先介绍套管末屏电压传感器的结构和参数,根据电容式套管的结构特点,建立电容式套管以及整个分压系统... 研究套管末屏电压传感器的输出响应特性对研制基于变压器电容式套管分压的电力系统过电压实时在线监测装置具有十分重要的意义。该文首先介绍套管末屏电压传感器的结构和参数,根据电容式套管的结构特点,建立电容式套管以及整个分压系统其它元件的等效电路模型,并详细论述了电路模型中各元件参数的计算方法,得到整个分压系统等效网络;运用Saber软件对该传感器在方波信号激励下的输出响应特性进行了仿真计算,得出该传感器的方波响应特性;最后实测数据验证了模型的有效性和仿真结果的正确性。 展开更多
关键词 电容式套管 电压传感器 电压 响应特性 在线监测
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光纤电压传感器研究综述 被引量:41
8
作者 李长胜 崔翔 +1 位作者 李宝树 廖延彪 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期40-43,共4页
介绍了目前国内外光纤电压传感器的基本原理及主要特性 ,分析了传感器的温度稳定性和直流电压传感问题 。
关键词 光纤电压传感器 电光效应 特性 电压测量 传感器
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一种提高光学电压传感器温度稳定性的方法 被引量:18
9
作者 肖智宏 于文斌 +3 位作者 张国庆 张祥龙 郭志忠 申岩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期106-112,共7页
光学电压传感器的测量精确度易受环境温度的影响。通过设计基准电压源,使基准电压源与被测电压源串联共同作用于同一个光学电压传感器,提出一种获取自校准系数的自校准算法,通过自校准系数对光学电压传感器测量结果进行修正,实现对光学... 光学电压传感器的测量精确度易受环境温度的影响。通过设计基准电压源,使基准电压源与被测电压源串联共同作用于同一个光学电压传感器,提出一种获取自校准系数的自校准算法,通过自校准系数对光学电压传感器测量结果进行修正,实现对光学电压传感器的温度补偿。基于该方法设计了自校准光学电压传感器,并对其进行了精确度测试。测试结果表明:在?40℃^+70℃的温度范围内,自校准光学电压传感器的测量误差小于±0.12%,其温度稳定性得到了显著提高。该方法简单有效,为实现实用化的高精确度光学电压互感器提供了解决方案。 展开更多
关键词 光学电压传感器 自校准 测量精确度 温度稳定性
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电光式光纤电压传感器温度影响及其补偿方法的研究 被引量:11
10
作者 徐雁 叶妙元 +2 位作者 罗苏南 何葳 李海涛 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期21-23,共3页
将BGO晶体作为光电电压传感器的敏感材料 ,对其温度特性进行了理论分析及实验研究。结果表明 :采用双光路补偿法能使BGO晶体受温度的影响大大减小 ,并且具有良好的重复性和线性 ,可实现软件补偿。经过精心设计的光电电压传感器完全可以... 将BGO晶体作为光电电压传感器的敏感材料 ,对其温度特性进行了理论分析及实验研究。结果表明 :采用双光路补偿法能使BGO晶体受温度的影响大大减小 ,并且具有良好的重复性和线性 ,可实现软件补偿。经过精心设计的光电电压传感器完全可以满足实用化的要求。 展开更多
关键词 电光式光纤电压传感器 敏感材料 温度 电力系统 软件补偿
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提高光纤电压传感器温度稳定性的方法 被引量:13
11
作者 李开成 叶妙元 +5 位作者 詹琼华 肖霞 罗苏南 朱勇 徐雁 崔瑛 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2000年第2期72-74,共3页
介绍了提高光纤电压传感器温度稳定性的一些方法,包括温控法、双光路温度补偿、双晶体温度补偿、硬件电路补偿和软件补偿方法,并对各种方法进行了评述。
关键词 光纤 电压传感器 温度稳定性
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新型三相PWM整流器无交流电压传感器控制方法 被引量:13
12
作者 卢子广 林远 +2 位作者 胡立坤 黄太昱 张文元 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期28-33,47,共7页
针对三相脉冲宽度调制(PWM)整流器无交流电压传感器控制策略中,虚拟磁链定向算法会引入直流偏置误差的问题,研究了一种新的交流电压观测方法。利用三阶广义积分器能对特定频率正弦信号实现无静差跟踪的特性,构造正交信号发生器,对两相... 针对三相脉冲宽度调制(PWM)整流器无交流电压传感器控制策略中,虚拟磁链定向算法会引入直流偏置误差的问题,研究了一种新的交流电压观测方法。利用三阶广义积分器能对特定频率正弦信号实现无静差跟踪的特性,构造正交信号发生器,对两相静止坐标系下的交流电压进行估算,实现三相PWM整流器无交流电压传感器的控制方法。该方法无需对电流信号进行微分运算,对噪音不敏感,且能避免纯积分运算存在的问题;采用该方法估算电网电压相当于对其进行了滤波处理,能够保证整流器输入电流波形正弦度好,谐波含量小。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 PWM整流器 无交流电压传感器 三阶广义积分器 正交信号发生器 直流分量抑制 虚拟磁链
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一种并网逆变器无交流电压传感器控制策略研究 被引量:10
13
作者 胡书举 龚文明 +3 位作者 李丰林 孟岩峰 王玲玲 俞健 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期325-332,共8页
针对配电电压波动较大等问题,研究了一种基于正交滤波器的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先利用二阶广义积分器对特定频率交流信号的无差跟随特性构成正交滤波器,然后使用该正交滤波器构建三相并网逆变器的电压观测器,在两相... 针对配电电压波动较大等问题,研究了一种基于正交滤波器的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先利用二阶广义积分器对特定频率交流信号的无差跟随特性构成正交滤波器,然后使用该正交滤波器构建三相并网逆变器的电压观测器,在两相静止坐标系下直接对电网电压进行观测,结合三相并网逆变器在两相静止坐标系下的PR控制,实现逆变器在无交流电压传感器条件下的运行控制。该策略能够避免传统虚拟磁链观测中的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题。通过仿真与实验验证了所提出策略的有效性。 展开更多
关键词 三相电压源型逆变器 无交流电压传感器控制 电压观测器 正交滤波器 二阶广义积分器
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500kV组合式光学电流电压传感器性能分析 被引量:6
14
作者 李红斌 张明明 +2 位作者 叶齐政 刘延冰 李劲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期7-8,64,共3页
介绍了一种 50 0 k V组合式光学电流电压传感器(OMU)及其相关的误差分析。通过改进光路结构、合理地获取电压传感器的取样信号及对二次信号处理部分进行温度控制 ,提高了 OMU的稳定性和准确度 (达到 0 .2级 )
关键词 500kV组合式光学电流电压传感器 性能分析 信号处理 温度控制 光学原理
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自愈光学电压传感器 被引量:7
15
作者 王红星 张国庆 +1 位作者 于文斌 郭志忠 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期135-138,共4页
为解决光学电压传感器测量精度的温漂问题,提出采用增加基准测量源的方法,根据对基准源的测量结果来调整实际测试结果,从而实现了对传感参数的实时自动补偿。应用该方法设计了自愈光学电压传感器,并进行了精度检测。检测结果表明:在常温... 为解决光学电压传感器测量精度的温漂问题,提出采用增加基准测量源的方法,根据对基准源的测量结果来调整实际测试结果,从而实现了对传感参数的实时自动补偿。应用该方法设计了自愈光学电压传感器,并进行了精度检测。检测结果表明:在常温下,自愈光学电压传感器的线性度可达0.2级;当环境温度引起工作光强波动或传感参数漂移时,自愈光学电压传感器的测量精度比补偿前有大幅提高。该方法原理简洁,容易实现,为高性能光学电压传感器的设计提供了新的解决思路。 展开更多
关键词 自愈光学电压传感器 干扰双折射 半波电压 传感参数 设计
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基于电光效应的几种光纤电压传感器 被引量:10
16
作者 李开成 张健梅 戴建华 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期41-43,共3页
本文介绍了横向调制式与纵向调制式、透射式与反射式、分压式与无分压式、分立式与组合式、单光路式与双光路式。
关键词 光纤电压传感器 电光效应 横向调制 纵向调制
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电网电压不平衡时逆变器无交流电压传感器控制策略 被引量:9
17
作者 胡书举 孟岩峰 +2 位作者 李丰林 宋斌 邓雅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期146-152,共7页
针对非理想电网电压条件,研究一种适应电网电压不平衡情况的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先基于二阶广义积分器构建正交滤波器及适合电网电压不平衡条件的三相并网逆变器电压观测器,在两相静止坐标系下对电网电压进行观测;... 针对非理想电网电压条件,研究一种适应电网电压不平衡情况的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先基于二阶广义积分器构建正交滤波器及适合电网电压不平衡条件的三相并网逆变器电压观测器,在两相静止坐标系下对电网电压进行观测;然后基于正交滤波器输出量进行正、负序分离,使正、负序分离与电网电压观测同步进行;最后结合逆变器在两相静止坐标系下的PR控制,并采用负序补偿算法,实现逆变器在电网电压不平衡条件下的无交流电压传感器控制。该策略能够避免传统虚拟磁链观测中的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题,并克服现有基于正交滤波器的逆变器无交流电压传感器控制无法适应电网电压不平衡情况的问题。通过仿真与实验验证了所提出策略的有效性。 展开更多
关键词 三相电压源型逆变器 无交流电压传感器控制 电网电压不平衡 电压观测器正、负序分离
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基于钼酸铅晶体电致旋光效应的光学电压传感器 被引量:7
18
作者 李长胜 徐唯 +1 位作者 章博 廖延彪 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1343-1347,共5页
研究了基于晶体电致旋光效应的光学电压传感器,电压传感元件采用了国产钼酸铅(PbMoO4)晶体。光学电压传感头仅由两块棱镜偏振器和一块钼酸铅晶体组成。实验结果表明此电压传感器具有较大的线性测量范围,例如对50-5000V工频电压测量的非... 研究了基于晶体电致旋光效应的光学电压传感器,电压传感元件采用了国产钼酸铅(PbMoO4)晶体。光学电压传感头仅由两块棱镜偏振器和一块钼酸铅晶体组成。实验结果表明此电压传感器具有较大的线性测量范围,例如对50-5000V工频电压测量的非线性误差低于0.2%;当测量100kHz的高频电压并利用锁相放大器检测传感信号时,最小可测量电压幅值为0.5V。此外,实验测量了所用钼酸铅晶体在635nm光波长及工频电压作用时的电致旋光系数,其数值为1.03pm/V。 展开更多
关键词 光学电压传感器 电致旋光效应 电致旋光系数
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一种基于偏振调制的光纤电压传感器的研究 被引量:6
19
作者 李志全 王志斌 吴朝霞 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期492-494,共3页
介绍了一种基于偏振调制的光纤电压传感器,并用Jones矩阵方法推出了其数学模型。采用补偿测量方案消除晶体自然双折射引起的误差;并使用高精度屏蔽变压器提高系统的信噪比。实验结果表明,其测量电压误差降为0.92%。
关键词 光纤电压传感器 偏振调制 JONES矩阵 双折射
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一种新型开合式D-dot电压传感器的研究 被引量:6
20
作者 汪金刚 包诗媛 +1 位作者 魏钢 邓旭东 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期1-7,共7页
在对称环形封闭的差分D-dot电压传感器基础上,提出并设计一种开合式的扇形结构传感器,新传感器保持了良好测量精度与动态范围,安装便利,实用性强。通过ANSOFT Maxwell仿真分析软件基于有限元分析方法完成了该传感器的电容参数计算,根据... 在对称环形封闭的差分D-dot电压传感器基础上,提出并设计一种开合式的扇形结构传感器,新传感器保持了良好测量精度与动态范围,安装便利,实用性强。通过ANSOFT Maxwell仿真分析软件基于有限元分析方法完成了该传感器的电容参数计算,根据有、无传感器方向电场分布情况对导杆周围电场畸变小且绝缘裕度高的特点进行了验证。实验制作传感器,在10 kV电压等级下进行了稳态与暂态性能的试验测试。结果表明,该传感器不但在测量稳态电压时波形的失真度与相位误差较小,还对各种暂态波形具有良好的跟踪能力,在不同条件下均能保持较好的工作特性。 展开更多
关键词 差分式 非对称 D-dot电压传感器 有限元分析
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