Ushbu sahifadan keyingi barcha kontent Predrag Petrovich

O'lchov natijasining noaniqligini baholash. Mumkin bo'lgan eng aniq taxminni olish uchun biz barcha miqdorlarda
maksimal xatolik borligini taxmin qilamiz. Baholash asosida tuzilgan model (8) va (9) iboralarga asoslanadi:
ÿ 2 ÿ
( uf ÿ
D= ÿÿ
ÿ
ÿ ÿ
V
1
Usulni iloji boricha sodda qilish uchun (3) da t ni tanlash yaxshidir
V
bu yerda biz T, ƒS, Vi va Ii miqdorlarni oÿlchash noaniqliklari Pÿ ni oÿlchash noaniqligini oshiradi deb faraz qildik. Bu yerda u(T)
va u(ƒS) T va ƒS miqdorlarning B tipidagi o‘lchovning standart noaniqliklari ; VR va IR - o'lchangan miqdorlarning chegara
qiymatlari; va b - ADC raqamlari soni.
2
2
ÿ
ÿ ÿ
N
NN
2
2 d
S
2 u P
0
ÿ
0
0
KVI iii
ÿ
S
2
2
S
VI 0
0
R
b 1 +
2
ÿ
i
2
=
=
2
S
VI 1
1
1
2
i
ÿ
R
b 1 +
2
ÿ
/ 2
2
2
ÿ
N
ii
0
2
V
0
VV 0
men i
0
ÿ
0
=
=
NN
N
1
i
= 0. Qayta hisob-kitoblar soni 1
N
1
T
1
i
1
2
1
i
1
1
S
ÿ
i
S
=
=
ÿ ÿ
=
N
V
i
ÿ
S
S
S
2
2 u T
V
i
2
i
N
N
2
men i
0
N
S
Machine Translated by Google

---

ÿ
ÿ
ÿ
ÿÿ ÿ
u T
ÿ
ÿ
V
V
ÿ ÿ
Vi o'lchashda B turi doimiy bo'ladi va VR/(2b+1ÿÿ3) ga teng bo'ladi . Xuddi shu tartib joriy kuch Ii o'lchovining standart noaniqligini
aniqlashda qo'llaniladi .
ÿ
u(ƒS) ni o‘lchashning standart noaniqligi o‘lchashdagi xatoning chegara qiymatidan kelib chiqadi.
ÿ ÿ
2 ( ( )/ ) ( )/ uT T uff
u T
ÿ
"
namuna olish chastotasi: ƒS = 1 kHz uchun u ±0,1 Gts dan oshmaydi va ancha kam bo'lishi mumkin. ga qo'shgan hissasi
ÿ
12
0 p pT
ÿ ( uf
ÿ
ÿ
VV
uf
ÿ
I
ÿ
()
fV V fVV
()
×
ÿ
2
ÿ
V
T
ÿ
ÿ
.
ÿ
P
(10) ning tizimli xatosini hisobga olgan holda, faol quvvat P o'lchovining standart noaniqligi.
ÿ
ÿ
f T
ÿ
2 () ( / ) ÿ
2
f
( ).
+
ÿ
( ),
ÿ ÿ
6
V
.
ÿ
I
ÿ
Amaliy vaziyatda, ADC ning o'zi aniqligiga sezilarli ta'sir ko'rsatishini
yodda tutish kerak, bu xatoning 21-b VR ga oshishiga olib keladi va aniqlik aniqligiga olib keladi.
ÿ
P
ifoda bilan ifodalanishi mumkin
ÿ
ÿ
ÿ
() ( ) = ÿ+
yuqoriga
koÿtariladi
3
/ p
2
u V
+
f T
ÿ
ÿ
ÿ
ÿ
2
ÿ
ÿ
ÿ
2 ÿ uf
T ni o'lchashdagi noaniqlik [12] bo'ladi:
ÿ
ÿ
ÿ
() ÿ
()
2
12-raqamli ADC 11-raqamli konvertor bilan bir xil bo'ladi. Amalda, ADC ning aniqligi ko'pincha yanada kamayadi:
ÿ
ÿ
ÿ
ÿ
f
ÿ
ÿ
ÿ
ÿ
Shunday qilib, 16-raqamli ADC 14-raqamli konvertorning aniqligiga va bu holda kuchlanish namunalarining standart noaniqligiga ega.
' -' 0 p
pT
ÿ
T
ÿ
( ) ÿ
ÿ
ÿ
ÿ
T
ÿ
3
ÿ
ÿ
ÿ
ÿ
p T
ÿ
2
+ 2
ÿ
ÿ
Signalni tarmoq chastotasida o'lchashda asosiy chastotaning ruxsat etilgan og'ishi
)
2
2
ÿ
ÿ
VR/(2b–2ÿÿ3) boÿladi .
N
ÿ=
u P
ÿ
Tf
ÿ ÿ
+
( ) 2 23 ( )
ÿ
ÿ
ÿ
Taklif etilgan algoritmda kuchlanish va oqim signallarining namunalari bir vaqtning o'zida olinadi. Agar shunday deb taxmin qilsak
ÿ ×
ÿ
ÿ
ÿ
ÿ ÿ
f T
“-”
ÿ
,
Shunday qilib, ADC ideal deb taxmin qilinganda, o'lchovning noaniqligi shaklni oladi
= ÿ+
( )
nominal qiymatdan garmonik hisobga olinadi.2
2
ÿ
Tf
V
ÿ 1 () ÿ
ÿ
ÿ
+ ÿ
() ( / ) ÿ
2
ÿ
+
1
u T +
ÿ ÿ
Bu erda u (V) - kuchlanish Vi ning namunalarini o'lchash noaniqligi .
=
) +
bu erda b - ADCning "aniq" raqamlari soni.
Agar N + 2 uzluksiz kuchlanish namunalarida noldan ikkita o'tish bo'lsa, T davrini quyidagicha baholash mumkin.
190
( / ) ÿ
ADC ideal va unda xatolik yuzaga kelishining yagona sababi uning cheklangan ruxsati, standart noaniqligidir.
ÿ ÿ
'
ÿ
ÿ
ÿ
T davrini o'lchashda nisbiy noaniqlikni formuladan hisoblash mumkin
ÿ (
ÿ
f
3
V
ÿ
ÿ
V
+
ÿ
ÿ
ÿ
ÿ
V
VV
+
2
1
2 2
=
ÿ
S
0
ÿ
1
2
1
0
b
2
b 1
2
N
2
ÿ
2
i
S
2
S
N
ÿ
2
0
ÿ
0
S
N
S
2
i
ÿ
2
S
2
N
2
b 1
2
2
3
S
S
R
S
1
2
1
2
1
2
i
S
1
i
S
0
2
N
2
2
2
2
R
2
=
S
0
ÿ
2
2
S
ÿ
0
S
0
S
2
0
N
+
1
2
1
GOST R 54149-2010 ga muvofiq (qarang. Izoh
uskunalari va sinxronlashtirilgan elektr ta'minoti tizimlarida 0,4 Hz (tahr. eslatma).
), avtonom generatorli izolyatsiyalangan tizimlarda 5 Gts gacha bo'lgan og'ishlarga ruxsat beriladi
Machine Translated by Google

---

GOST R 54149-2010 ga binoan, miltillovchi Pst ning qisqa muddatli dozasi 1,38 qiymatdan oshmasligi kerak (tahr. eslatma).
3
Taklif etilayotgan algoritmni modellashtirish. Biz MATLAB dasturiy paketi va SIMULINK modulidan foydalangan
holda modellashtirish orqali taklif qilingan algoritmni qo'shimcha tekshirishni amalga oshirdik (2-rasm). O'lchov o'ziga xos
shovqin, kuchlanishning pasayishi, shuningdek, sinusoidal yoki to'rtburchak shakldagi miltillovchi shovqin bilan murakkablashdi.3
Modellashtirish jarayonida biz jitter, miltillash va tasodifiy shovqinning o'lchash usuli xatosiga ta'sirini tekshirdik. Ularning
mavjudligi signal noldan o'tadigan lahzalarni noto'g'ri aniqlashga olib keladi, bu esa faol quvvatni o'lchashda xatolarga olib
kelishi mumkin. Bundan tashqari, qo'shimcha xatolik namunalarni olish vaqtini noto'g'ri aniqlash, shuningdek, ADC tomonidan
kiritilgan xato tufayli yuzaga keladi.
Modelning samaradorligini yaxshiroq tushunish uchun 3-rasmda biz shovqinning batafsil modellarini ko'rsatamiz, bu
ADC ichki generatorining jitteri, operatsion kuchaytirgich shovqini va kT/C - termal va past chastotalarda titroq shovqin. Bu
erda k, T va C Boltzman doimiysi, kelvindagi harorat va raqamlashtirishni amalga oshirish uchun ishlatiladigan kondansatkichning
sig'imi (C = 2 pF). Faraz qilsak, bu shovqin shakllarining ta'siri
2-rasmda ko'rsatilgan sxemada standart apparat komponentlari asosan qo'llaniladi. Signalning oniy qiymatlarini
aniqlash uchun namuna olish va saqlash sxemasi [13] bo'lgan 16 raqamli sigma-delta ADC (namuna olish chastotasi ƒS =
100,7 kHz) qo'llaniladi. Tashuvchi kuchlanish signalining chastotasi, [14] da taklif qilinganidek, Shmitt triggeridan taqqoslash
vositasi sifatida o'lchanadi, bu poliharmonik kirish signali noldan o'tgan daqiqalarni yozib olish imkonini beradi va shu bilan
uning chastotasini aniqlashga imkon beradi. belgilangan. Kirish oqimi va kuchlanish signallari harmonik komponentlarning
superpozitsiyasi (ko'p harmonik kirish signali) shaklida hosil bo'ladi, shundan so'ng ular signalning oniy quvvatini olish uchun ko'paytiriladi.
Tasodifiy shovqin va jitter mavjudligi signal noldan o'tgan vaqtni aniqlashda xatolarga olib kelganligi sababli, ularning kirish
kuchlanish signaliga ta'sirini jamlaydigan maxsus model qurilgan. [15] da ko'rsatilganki, zanjirdagi jitter ta'sirini to'g'ri takrorlash
uchun o'zgaruvchan kechikishni kiritish kerak. Jitter va miltillovchi shovqin mavjudligini modellashtirishga Pulse Generator va
Tasodifiy raqamlar birliklari yordamida erishildi, ularning chiqishlari o'zgaruvchan transport kechikish pallasida oziqlangan.
Murakkab davriy signalga cheklangan o'tish diapazoni bo'lgan oq shovqin generatoridan oq Gauss shovqini ham qo'shildi;
uning kuchi spektral shovqin zichligi bilan tavsiflanadi va gerts uchun kvadrat voltlarda ifodalanadi. Ishlaydigan kuchaytirgich
va mos yozuvlar kuchlanish manbai ham oq shovqin hosil qiladi deb taxmin qilinadi.
2-rasm. Taklif etilgan algoritmni bajaruvchi sxemaning SIMULINK modeli.
O'rni yordamida shu tarzda hosil bo'lgan signal bir qator to'rtburchaklar impulslarga aylanadi, bu esa
T va ƒS ni aniqlashda noaniqlik tufayli o'lchashning umumiy noaniqligi kuchlanish va oqim signallarini o'lchashdagi
noaniqliklarning hissasidan ancha past. Faol quvvatning qiymatlari va uning o'lchov noaniqliklari p (t) funktsiyasining shakliga
bog'liq .
191
noldan o'tgan lahzalarni aniqlash va chastotani S-Function birligi yordamida aniqlash imkonini beradi.
Machine Translated by Google

---

2
s
3
talab qilinadi (bu holda integratorni ham chiziqli, ham chiziqli bo'lmagan qurilma deb hisoblash mumkin [13]). Yutuqlarning qiymatlari
l
integratorning o'zining doimiy to'lqinli kuchlanishi). Integratorning chiziqli bo'lmaganligi natijasi bo'lgan buzilishlar chiqishga bog'liq
signal. Demak, taklif qilingan ishlov berish algoritmi yordamida faol quvvatni hisoblash mumkin. MATLAB/SIMULINK dasturiy paketida
ishlab chiqilgan o'lchash tizimining modeli dSpace1104 platformasida osonlik bilan amalga oshirilishi mumkin.
Modellashtirish jarayoniga shovqin va jitterning har xil turlarini kiritish 0,001% dan ko'p bo'lmagan asosiy harmonikaning
chastotasini aniqlashda nisbiy xatolikka olib keldi. Jadvaldan ko'rinib turibdiki, oddiy echim
raqamlashtirish jarayonida kalitlarning ishlashi va operatsion kuchaytirgichlarning ichki shovqini tufayli. 3-rasmda Vn yozuvi operatsion
kuchaytirgichning kirish termal shovqiniga (miltillovchi va keng polosali termal shovqin, shuningdek shovqin) tegishli.
Integrator birligi (2-rasmga qarang), o'zgaruvchan signallarni integratsiyalashdan tashqari, chekli kuchayishni ta'minlaydi.
Modellashtirish natijalari. Ta'riflangan ADC modelidan foydalanib, lahzali quvvat namunalarini olgandan so'ng
Jadvaldagi yozuv tenglamaga to'liq mos keladi. (1). Faol quvvat P ni olish tartibi shunga o'xshash
3-rasm. Analog-raqamli konvertorning ichki generatorining jitterining SIMULINK modellari (1),
[16] da tasvirlangan va tahlil qilingan, bu erda uning parametrlari kirish sinusoidal signalining chastotasiga bog'liqligi ko'rsatilgan.
kuchaytirgich pallasida a = 1, a2 = 0,5 va a4 = 0,25 bo'lgan (2-rasmga qarang). Sigma-delta ADC kalitlarni o'z ichiga oladi va ularning
xarakteristikalari butun ADC xatosiga ta'sir qiladi. Kalitlar n- va p-MOS-tranzistorlar bilan CMOS texnologiyasidan foydalanganligi sababli,
qo'shimcha, ularning umumiy spektral shovqin zichligi miltillovchi shovqin (1/ƒ shovqin), termal shovqin, yuzaga keladigan shovqin bilan belgilanadi.
va 65-78 dB chegaralarida signal-shovqin nisbati uchun (80-150) dB diapazonidagi soat chastotasi generatorining jitteri.
1, 0,34, 0,22 va 0,17 koeffitsientlari 1, 3, 5 va 7 harmonikalarga tegishli. Bundan tashqari, masalan, uchinchisining amplitudasi.
192
Daraja. 3-rasmdagi ADC ning ichki generatorining jitteri modeli alohida ko'rsatilgan, sharti 3.
operatsion kuchaytirgichning dinamik xususiyatlarini aniqlash. Ularning ta'sirini hisobga olish uchun qo'shimcha modellashtirish kerak edi
kuchlanish darajasi (3-rasmga qarang). O'tish tezligi (SR) va birlik o'tkazish qobiliyati (UGBW) ikkita juda muhim parametrdir, ular
Yuqoridagi usul yordamida modellashtirishni amalga oshirayotganda, qayta ishlangan kirish signallarining parametrlari jadvalda
keltirilgan qiymatlarni oldi. Ustunlardagi qiymatlar qayta ishlangan signalning harmonikalariga mos keladi. Shunday qilib, uchinchi ustunda
to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai uning qiymatini oshiradi). Umumiy energiya Vn
namuna olish va saqlash qurilmasi) [13]. Ushbu effektlar Switch Change-Injection birligida hisobga olinadi .
= 0,34 IR = 10 A (kirish oqimining rms qiymati) va boshqalar.
shovqinni tranzistorda modellashtirishda hisoblash mumkin
shahar signallari (shuning uchun uning o'tish diapazoni ideal integratorning o'tish diapazoniga nisbatan siljiydi, bu esa o'zgarishga olib keladi
yuqorida, ular kirishning o'lchangan chastotasi haqidagi ma'lumotlar bilan birga 3-kichik tizim birligiga kiritiladi (2-rasmga qarang).
[12] da tasvirlangan va tenglama bilan ifodalangan. (6). Shu tarzda olingan qiymat taklif qilingan algoritm yordamida (8) dan faol quvvat P'
ni hisoblashda nisbiy xatolikni baholash uchun ishlatiladi .
kT/C va miltillovchi shovqin (2) va operatsion kuchaytirgichning shovqini (3).
Modellashtirishda biz Dt = 1 ns ni oldik (standart og'ish). Natijada biz ideal termal shovqinning spektral zichligini oldik
Ularda chiziqli bo'lmagan qarshiliklar, shuningdek zaryadni saqlash effektlari paydo bo'ladi (bu minimal kerakli namuna olish vaqtini oshiradi
joriy signalning harmonikasi l ni ko'paytirish orqali olinadi
raqamlashtirish signali o'zaro bog'liq bo'lmagan Gauss tasodifiy jarayon bo'lib, standart og'ish Dt ga ega. Jitterning bu modeli
Machine Translated by Google

---

kr
Bu
1.
distribyutor tarmoqlarida mavjud bo'lib, [20] ga qaraganda yuqori, bu erda chastotani hisoblashda xatolik taxminan 0,13% ni tashkil qiladi. Taklif etilgan
algoritm har xil turdagi mikroprotsessorlarda qo'llanilishi mumkin. ning murakkab modifikatsiyasiga asoslangan algoritmdan farqli o'laroq
6.
P. Petrovich va M. Stevanovich, murakkab o'zgaruvchan tok signallarini raqamli qayta ishlash va rekonstruksiya qilish, Springer, Nyu-York
Agar qayta ishlangan signallar faqat bo'lsa, kirish signalining bir yarim davridagi (8) ifodadan quvvatni hisoblash mumkin.
W. Jiekang, L. Jun va W. Jixiang, "Nosinusoidal sharoitlarda quvvat tizimi signallari uchun yuqori aniqlikdagi, keng diapazonli chastotani
baholash usullari", IEEE Trans. Power Del., 20, ÿ 1, 366-374 (2005).
va boshqa mavjud usullarga qaraganda hisoblash operatsiyalari (masalan, [5, 17, 19, 21]). Algoritm o'z ichiga olmaydi
IEC 50160, Jamoat taqsimlash tarmoqlari tomonidan etkazib beriladigan elektr energiyasining kuchlanish xususiyatlari (2011).
JADVAL 1. Modellashtirish parametrlari (VR = 220 V, IR = 10 A, ƒ = 50 Hz)
ajratilgan modullar " IEEE Trans. Instrum. Meas., 59, No 7, 1866-1873 (2010).
2.
O. Martens va boshqalar, "DSP-ga asoslangan quvvat sifati monitoringi qurilmasi", IEEE Int. Simp. Intelligent Signal Proc., 1–5
Ushbu usul nosinusoidal signallarni qayta ishlashda ta'minlaydigan mumkin bo'lgan shovqinning aniqligi va bostirilishini ta'minlaydi.