[发明专利]一种全光纤电流互感器的阶跃响应仿真方法和仿真系统

权利要求书

1.一种全光纤电流互感器的阶跃响应仿真方法，其特征在于，包括：

根据全光纤电流互感器的动态响应特性，建立全光纤电流互感器的数学模型；

根据所述数学模型，确定向前通道增益以及反馈通道增益；

根据所述向前通道增益、所述反馈通道增益和闭环检测延时时间，确定包含闭环检测纯延时过程的离散传递函数；

根据所述数学模型，确定滤波器的离散传递函数、变比增益和通讯延迟；

根据所述包含闭环检测纯延时过程的离散传递函数、所述滤波器的离散传递函数、所述变比增益和所述通讯延迟，确定全光纤电流互感器的离散动态模型；

根据所述全光纤电流互感器的离散动态模型，在Matlab中仿真分析阶跃响应性能的参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述数学模型，确定向前通道增益，包括：

根据光功率、PIN-FET、运算放大器、A/D转换器和积分解调增益，确定前向通道增益；

根据以下公式，确定前向通道增益：

其中，G_F为向前通道增益，R为PIN-FET的跨阻抗值，R_D为光电探测器的电流响应度，K_amp为前放比例系数，n₁为A/D转换器位数，V_ref为A/D转换器基准电压，n为解调环节里在调制后干涉光强方波信号中的半周期采样点数，K_integral为积分调整系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述数学模型，确定反馈通道增益，包括：

根据D/A转换器和相位调制器，确定反馈通道增益；

根据以下公式，确定反馈通道增益：

其中，G_B为反馈通道增益，n₂为D/A转换器位数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述向前通道增益、所述反馈通道增益以及系统的闭环检测延迟时间，确定闭环检测纯延时过程的全光纤电流互感器的数字解调输出的离散传递函数为：

其中，K_sensing＝4VN，V表示传感光纤的维尔德常数，N表示传感光纤圈数，G_F为向前通道增益，G_B为反馈通道增益，N₁＝D₁/t，D₁表示系统的闭环检测延迟时间，t表示离散系统的采样周期。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述数学模型，确定滤波器的离散传递函数、变比增益和通讯延迟。其中滤波器的离散传递函数为：

采用m阶滑动平均滤波器在系统数字输出前做滤波处理，滤波器的离散传递函数为：

变比增益为G_B/K_sensing，通讯延迟为1/z^N2。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述包含闭环检测纯延时过程的离散传递函数、所述滤波器的离散传递函数、所述变比增益和所述通讯延迟确定全光纤电流互感器的离散动态模型，包括：

确定全光纤电流互感器的离散动态模型的数学表达式为：

其中，H_FOCT(z)为全光纤电流互感器的离散动态模型。