[发明专利]一种幅值指数衰减的正弦波参数识别方法

说明书

本发明公开了一种幅值指数衰减的正弦波参数识别方法，该识别方法基于自适应内模控制系统，所述自适应内模控制系统包括一个自适应内模控制器；将测量信号输入至所述自适应内模控制系统中，通过自适应内模控制系统中的自适应频率更新方程和自适应阻尼因子更新方程，得到测量信号即幅值呈指数衰减的正弦波信号的参数，所述参数包括估计频率、估计阻尼因子、估计幅度。本发明方法具有实现简单，频率范围宽，方法性能不受估计信号影响的优点，由于本发明采用迭代方法，能够更直接的应用于计算机系统或软件编程中，具有实现简单、较高的精度、较快的收敛速度的优点，可以很方便的应用到实际工程中。

技术领域

本发明涉及电功率计量技术领域，尤其是一种幅值指数衰减的正弦波参数识别方法。

背景技术

对幅值指数衰减的正弦波即衰减低频振荡进行参数识别时，若电力系统的低频振荡得不到有效的抵制，将会引起系统中各机组功角的相对摇摆，严重时能引起机组裂解，电力系统失稳，甚至于发生大面积停电事故，因此，我们需要结合现代信号处理领域的最新研究成果，对基于响应信号的衰减低频振荡进行参数识别，通过衰减低频振荡分析明确系统的动态性能以及了解系统的阻尼特性，保证电力系统的安全稳定。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种幅值指数衰减的正弦波参数识别方法，基于响应信号的衰减低频振荡进行参数识别，通过衰减低频振荡分析明确系统的动态性能以及了解系统的阻尼特性，保证电力系统的安全稳定运行，本发明不仅能准确估计幅值指数衰减的正弦波信号的各参数，还具有实现简单、鲁棒性强，收敛速度快的优点，可以很方便的应用到实际工程中。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种幅值指数衰减的正弦波参数识别方法，该识别方法基于自适应内模控制系统，所述自适应内模控制系统包括一个自适应内模控制器；将待估计的测量信号输入至所述自适应内模控制系统中，通过自适应内模控制器的自适应频率更新方程和自适应阻尼因子更新方程，得到测量信号即幅值呈指数衰减的正弦波信号的参数，所述参数包括估计频率、估计阻尼因子、估计幅度。

自适应内模控制器的状态方程如下所示：

其中，τ表示自适应内模控制器的时间变量；x₁(τ)和x₂(τ)分别表示两个状态变量；ω(τ)表示测量信号的估计频率的暂态值；σ(τ)表示测量信号的估计阻尼因子的暂态值；e(τ)表示自适应内模控制系统的误差；和分别表示两个状态变量关于时间变量的导数；

所述自适应内模控制器的自适应频率更新方程如下所示：

所述自适应内模控制器的自适应阻尼因子更新方程如下所示：

其中，表示测量信号的估计频率关于时间变量的导数；表示测量信号的估计阻尼因子关于时间变量的导数；k、γ、μ、ε均表示可调节的参数，且均为正实数；

测量信号的估计幅度的表达式为：

其中，a(τ)表示测量信号的估计幅值。

自适应内模控制系统的待估计的测量信号的表达式为：

其中，τ表示自适应内模控制器的时间变量；表示噪声信号；y₀(τ)表示原始测量信号；y(τ)表示自适应内模控制系统待估计的测量信号即加入噪声信号后的测量信号；a₀表示原始测量信号的幅值；ω₀表示原始测量信号的频率；σ₀表示原始测量信号的阻尼因子；δ₀表示原始测量信号的相位。