一种从叠加定频交流波动的信号中快速提取直流分量幅值的方法与流程

本发明属于电气工程技术领域，具体涉及一种从叠加定频交流波动的信号中快速提取直流分量幅值的方法。

背景技术：

在利用电力电子变换器进行单相并网逆变或者单相整流的场合，变换器直流侧通常具有电网电压两倍频的纹波分量即100hz，此纹波分量对直流电源本身如燃料电池或控制性能如在需要进行mppt控制的场合可能引起mppt算法不同程度的振荡具有一定的负面影响，因此需要将其通过控制方法去除。在这些控制算法中，大多需要提取交流纹波分量的幅值，传统方法利用基于低通滤波器的方法来实现。由于100hz交流信号频率相对较低，滤波器需要设置较低，时延效应表现明显，这样所获得的交流分量较原始信号中的交流分量具有一定的相位偏差，会影响到实际纹波抑制的控制效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种从叠加定频交流波动的信号中快速提取直流分量幅值的方法。

一种从叠加定频交流波动的信号中快速提取直流分量幅值的方法，包括如下步骤：

1、将叠加定频交流波动的信号s1a送入滞后移相90°的滤波器中，得到s1b。

2、将s1a和s1b构成列向量，利用坐标变换原理，进行两相静止到两相旋转的坐标变换，得到两个新的信号，记为：s2a和s2b。

3、将s2b再次通过滞后移相90°的滤波器，得到信号s3b。

4、将s2b和s3b信号构成列向量，再次利用两相静止到两相旋转的坐标变换c2s/2r，得到两个新的信号s4a和s4b，即：[s4as4b]^t＝c2s/2r[s2bs3b]^t；则所获得的s4a为直流信号，其代表在原始信号s1a中所含有的直流分量的幅值。

所述一种从叠加定频交流波动的信号中快速提取直流分量幅值的方法，步骤1中滞后移相90°的滤波器公式为：

其中ω0为交流信号的角频率。

所述一种从叠加定频交流波动的信号中快速提取直流分量幅值的方法，步骤2中进行两相静止到两相旋转的坐标变换具体公式为

[s2as2b]^t＝c2s/2r[s1as1b]^t

c2s/2r为变换矩阵。

本发明的有益效果在于：

本发明利用移相和坐标变换的原理来提取直流分量，相对于传统基于低通滤波器滤波的方式，该方法能够将直流分量幅值信息更加快速的从混有定频交流分量的信号中提取出来，且获得的直流分量较原始信号中的直流分量无相位偏差。本方法简单易行，准确度高，实用性强。

附图说明

附图1为专利所述方法的示意图；

附图2为采用专利所述方法与传统低通滤波器方法获取直流分量的对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如附图1所示，为专利所述方法的示意图，所述的叠加定频交流波动的信号如附图1虚线框中部分所示。

将叠加定频交流波动的信号s1a送入进行滞后移相90°的滤波器(1)中

得到信号s1b，其中ω0为交流信号的角频率。之后将s1a和s1b构成列向量，利用坐标变换原理，进行两相静止到两相旋转的坐标变换，得到两个新的信号，记为：s2a和s2b。即：[s2as2b]^t＝c2s/2r[s1as1b]^t，c2s/2r为变换矩阵。

将s2b再次通过滞后移相90°的滤波器(1)中，得到信号s3b，将s2b和s3b信号构成列向量，再次利用两相静止到两相旋转的坐标变换c2s/2r，得到两个新的信号s4a和s4b。即：[s4as4b]^t＝c2s/2r[s2bs3b]^t。则所获得的s4a为直流信号，其代表在原始信号s1a中所含有的直流分量的幅值。

如附图2所示，为专利所述方法与传统低通滤波器法对直流信号提取的对比图。原始信号交流分量幅值为100个单位，直流分量为200各单位。由处理结果可见，采用50hz带宽的二阶低通滤波器不能够完全剔除交流分量；虽然采用10hz带宽的二阶低通滤波器可以得到纹波很小的直流信号，但是稳定滤波输出信号耗时需要约100ms；采用专利所述方法，在所示显示尺度下，所获得的直流信号几乎无纹波，并且获得稳定直流分量的时间显著降低到约8ms。

技术特征：

技术总结
本发明属于电气工程技术领域，具体涉及一种从叠加定频交流波动的信号中快速提取直流分量幅值的方法。包括如下步骤：将采样得到的S1A信号送入滞后移相90°的滤波器，得到S1B；将S1A和S1B构成列向量，利用坐标变换原理，进行两相静止到两相旋转的坐标变换，得到新的信号S2A和S2B；将S2B再次通过滞后移相90°的滤波器，得到信号S3B；将S2B和S3B信号构成列向量，再次利用两相静止到两相旋转的坐标变换C2S/2R，得到新的信号S4A和S4B，则所获得的S4A为直流信号，其代表在原始信号S1A中所含有的直流分量的幅值。本发明利用移相和坐标变换的原理来提取直流分量，相对于传统基于低通滤波器滤波的方式，能够将直流分量幅值信息更加快速的从混有定频交流分量的信号中提取出来。

技术研发人员：游江;邓梦露;程连斌;李晓旭
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2018.09.01
技术公布日：2019.02.01