МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПО ИХ МГНОВЕННЫМ ЗНАЧЕНИЯМ, ИЗМЕРЕННЫМ ОДИН РАЗ В ТЕЧЕНИЕ ПЕРИОДА

Мелентьев Владимир Сергеевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информационно-измерительной техники, Самарский государственный технический университет (Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244), vs_mel@mail.ru
Поздеева Елена Владиславовна, аспирант, Самарский государственный технический университет (Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244), yaelenkapavlenko@yandex.ru
Пескова Анастасия Сергеевна, аспирант, Самарский государственный технический университет (Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244), yaelenkapavlenko@yandex.ru
Нефедьев Дмитрий Иванович, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), iit@pnzgu.ru

621.317

Актуальность и цели. Предметом исследования является метод определения параметров, основанный на формировании двух дополнительных напряжений и одного дополнительного тока, сдвинутых относительно входных по фазе. Целью работы является разработка и исследование нового метода определения параметров гармонических сигналов, реализация которого предусматривает одновременное измерение мгновенных значений входных и дополнительных сигналов один раз в течение периода и обеспечивает сокращение времени измерения.
Материалы и методы. Предложен подход к определению параметров на основе формирования дополнительных напряжений и тока, сдвинутых на произвольный угол относительно входных сигналов, и измерения мгновенных значений сигналов один раз за период. При анализе погрешности, обусловленной отклонением реальных сигналов от принятой гармонической модели, используется известная методика, основанная на оценке погрешности результата измерения параметра как функции, аргументы которой заданы приближенно с погрешностью, характеризующей отклонение модели от реального сигнала в соответствующих точках.
Результаты. Использование нового подхода к определению параметров гармонических сигналов позволило разработать метод, который, в отличие от большинства известных методов, основанных на формировании дополнительных сигналов, исключает частотную погрешность фазосдвигающих блоков, осуществляющих формирование дополнительных сигналов. Приведены результаты оценки степени отклонения реальных сигналов от гармонической модели на результирующую погрешность определения параметров.
Выводы. Разработанный метод определения информативных параметров сокращает время измерения за счет однократного и одновременного измерения мгновенных значений сигналов. Полученные в работе результаты позволяют выбирать оптимальные параметры фазосдвигающих блоков, осуществляющих формирование дополнительных сигналов, в соответствии с требованиями по точности измерения.

Ключевые слова

параметры, гармонический сигнал, мгновенные значения, дополнительные сигналы, фазосдвигающий блок, время измерения, погрешность.

 Скачать статью в формате PDF

1. Petrovic, P. B. A method of measuring the integral characteristics of a signal / P. B. Petrovic // Measurement Techniques. – 2013. – Vol. 56, № 2. – P. 185–194.
2. Jiekang, W. High-accuracy, wide-range frequency estimation methods for power system signals under nonsinusoidal conditions / W. Jiekang, L. Jun, W. Jixiang // IEEE Transactions. Power Delivery. – 2005. – Vol. 20, № 1. – P. 366–374.
3. Petrovic, P. B. A new method of determining the amplitude and phase of an alternating signal / P. B. Petrovic, M. P. Stevanovic // Measurement Techniques. – 2010. – Vol. 53, № 8. – P. 903–910.
4. Melentiev, V. S. An improvement in the methods used for the measurement of the integrated characteristics of harmonic signals / V. S. Melentiev, V. I. Batishchev, A. N. Kamyshnikova, D. V. Rudakov // Measurement Techniques. – 2011. – Vol. 54, № 4. – P. 407–411.
5. Melent’ev, V. S. A method of measuring integral characteristics from the instantaneous values of signals separated in time and space / V. S. Melent’ev, Yu. M. Ivanov, A. O. Lychev // Measurement Techniques. – 2014. – Vol. 57, № 9. – P. 979–984.
6. Мелентьев, В. С. Сокращение времени определения параметров за счет пространственного разделения мгновенных значений гармонических сигналов / В. С. Мелентьев, Ю. М. Иванов, В. В. Муратова // Измерения, контроль, информатизация : материалы XVI Междунар. науч.-техн. конф. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2015. – С. 61–63.
7. Мелентьев, В. С. Исследование метода измерения параметров по мгновенным значениям входных и дополнительных гармонических сигналов / В. С. Мелентьев, В. И. Батищев, В. В. Муратова // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2015. – № 1. – С. 4–10.
8. Мелентьев, В. С. Оценка погрешности реализации метода измерения интегральных характеристик по мгновенным значениям ортогональных составляющих сигналов / В. С. Мелентьев // Евразийский союз ученых. – 2015. – № 8 (17). – Ч. 2. – С. 99–102.
9. Мелентьев, В. С. Метод определения интегральных характеристик гармонических сигналов по мгновенным значениям напряжения и тока, сдвинутым в пространстве / В. С. Мелентьев, Е. Г. Кожевникова // Измерение, контроль, автоматизация : матер. 12-й Междунар. науч.-техн. конф. – Барнаул, 2011. – С. 115–118.
10. Мелентьев, В. С. Анализ погрешности измерения параметров периодических сигналов из-за отклонения реального сигнала от гармонической модели / В. С. Мелентьев // Современные материалы, техника и технологии. – 2015. – № 3 (3). – С. 172–178.