有源濾波器諧波抑制研究范文

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《儀表技術雜志》2015年第二期

1自適應除噪技術

自適應噪聲對消技術是在信號處理中提出的一種信號檢測方法。此方法在理論上比較成熟，但對于一個最優的濾波器，希望通過濾波將信號中的噪聲去掉，這對一般的濾波器很難完全做到。諧波檢測環節承擔的主要工作就是對諧波這種非線性信號的分析、識別和分類。濾除一個噪聲的通常方法，是讓受污染的信號通過一個旨在抑制噪聲而讓信號相對不變的濾波器，這個濾波器實際屬于最佳濾波的范疇。用于上述目的的濾波器，既可以是固定的，也可以是自適應的。固定濾波器假設設計者對信號運算環境的統計特性完全已知，它的實現必須根據信號和噪聲的先驗知識。然而大多數情況很難滿足這個條件，大多數實際問題的解決都要用到自適應濾波器，自適應濾波器能夠通過對現有信號的觀測來了解統計特性，從而在正常運行中自動的調節參數，改變自己的性能，所以它的設計不要求信號和噪聲特性的先驗知識。噪聲對消濾波器是最佳濾波的變形。噪聲對消技術從安裝在信號很弱的噪聲場中的一個或多個傳感器中得到輔助輸入或參考輸入，將此輸入加以過濾，并從包含信號和噪聲的原始輸入中減去，這樣，原始噪聲就由于對消而被衰減或消除掉。

2基于自適應除噪技術的諧波電流檢測原理

自適應噪聲對消技術是目前廣泛使用的信號處理技術，能把一個信號從加性噪聲中分離出來，其原理如圖2所示。它有兩個輸入端:原始輸入和參考輸入。原始輸入是信號s和一個與信號不相關的噪聲n0，參考輸入為與信號不相關的而以某種求未知方式與噪聲n0相關的噪聲n1，原始輸入信號s+n0與自適應濾波器的輸出信號y相減得到系統輸出s+n0－y，也就是誤差信號e。由e對自適應濾波器的參數進行調節，使其輸出y逼近n0，從而使系統輸出逼近于信號s，干擾噪聲得到抵消。

3仿真研究

系統電源采用三相對稱正弦電壓源，采用航空電壓，相電壓為115V，電源頻率為400Hz。電源等效電感為0．5mH，等效電阻為0．5Ω。負載端由一個帶電阻性負載的三相整流橋組成，L為平波電抗，C為濾波電容，R為電阻。其中取L=0．3mH，C=0．47mF，R=1Ω。負載電路如圖3所示。將三相整流橋直接連接到三相對稱正弦電壓源電路中，以A相為例，未投入有源電力濾波器之前，補償前A相電流波形圖如圖4所示。加入有源濾波器后，諧波有了明顯的改善，波形如圖5所示。由以上的仿真結果對比可知，加入補償后電網的諧波含量減少了很多。由此可見本文所設計的有源電力濾波器能夠很好地抑制諧波，達到了預期的效果。

4結論

本文介紹了有源電力濾波器的工作原理和技術發展現狀，闡述了自適應噪聲對消技術的工作原理，針對目前諧波檢測技術存在的不足，提出了基于自適應除噪技術的諧波檢測方法。從仿真結果來看，該方法的魯棒性較強，補償后的波形效果較好，對諧波檢測方法的發展具有重要的意義。

作者：倪保航辛旭光武海峰董旭良單位：海軍航空工程學院接改裝訓練大隊海軍航空工程學院指揮系華能煙臺發電有限公司