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基于双端弱同步的配电网行波距离测量法

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简介:
本文提出了一种创新性的基于双端弱同步技术的配电网行波距离测量方法,有效提升了故障定位精度与可靠性。该方法利用行波信号在电力系统中的传播特性,通过优化算法处理两端采集数据,克服传统同步问题限制,实现高精度、快速的故障点定位。 本段落提出了一种基于双端初始行波波头到达时间的方法来确定故障点的准确位置。首先将故障后两端检测到的初始行波波头作为参考时刻,并在此基础上监测后续行波波头的时间差,形成各自的时间序列集合。然后通过分析这些时间和空间数据之间的映射关系计算出精确的位置信息。 该方法充分利用了单端测距技术在高精度方面的优势,解决了传统单端测量中难以识别行波波头的问题;同时也不需要依赖于两端设备之间复杂的同步机制来保证时间的一致性要求。实验验证采用PSCAD仿真平台进行,并且结果显示此方案具有很高的定位准确性和广泛的适用范围。

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    本文提出了一种创新性的基于双端弱同步技术的配电网行波距离测量方法,有效提升了故障定位精度与可靠性。该方法利用行波信号在电力系统中的传播特性,通过优化算法处理两端采集数据,克服传统同步问题限制,实现高精度、快速的故障点定位。 本段落提出了一种基于双端初始行波波头到达时间的方法来确定故障点的准确位置。首先将故障后两端检测到的初始行波波头作为参考时刻,并在此基础上监测后续行波波头的时间差,形成各自的时间序列集合。然后通过分析这些时间和空间数据之间的映射关系计算出精确的位置信息。 该方法充分利用了单端测距技术在高精度方面的优势,解决了传统单端测量中难以识别行波波头的问题;同时也不需要依赖于两端设备之间复杂的同步机制来保证时间的一致性要求。实验验证采用PSCAD仿真平台进行,并且结果显示此方案具有很高的定位准确性和广泛的适用范围。
  • 井下缆故障在线
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    本研究提出了一种针对井下配电网电缆故障的双端行波在线测距方法,旨在实现高效、准确地定位故障点,保障电力系统的安全稳定运行。 为了克服传统经验模态分解在电缆故障测距中的频带混叠问题以及总体平均经验模态分解方法受残留白噪声影响的局限性,本段落提出了一种基于补充总体平均经验模态分解(S-EEMD)的井下配电网电缆故障在线双端行波测距新方法。该方法利用S-EEMD技术提取出双端故障行波线模分量的固有模式函数,并结合瞬时频率突变和模极大值检测原理,准确标定行波波头位置以实现精确的故障定位。 通过在PSCAD/EMTDC仿真环境中建立具有频变特性的6kV井下配电网模型并进行测试验证,结果显示该方法具备较高的测距精度,最大误差不超过4%。
  • STM32F1X超声
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    本项目基于STM32F1X微控制器设计了一款超声波测距系统,能够精确测量并显示物体间的距离信息,适用于多种应用场景。 我编写了一个程序,使用STM32F103RCT6单片机和HC-SR04超声波测距模块,并通过串口显示数据。该程序经过亲测可用,希望得到大家的支持。
  • FPGA超声.zip
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    本项目基于FPGA技术开发了一种高效的超声波距离测量系统,实现精确的距离数据采集与处理。该设计提供了一种可靠、实时性强的解决方案,适用于多种应用场景。 本资料来源于网络整理,仅供学习参考使用。如有侵权,请联系删除。 1. 资料包括论文和程序,其中大部分是Quartus工程,少数为ISE或Vivado工程,代码文件主要包含V文件。 2. 我会将每个小项目开源出来,并欢迎关注我的博客进行下载与学习。 3. 由于涉及的项目较多(共40多个),对于各个项目的具体要求和实现情况不再一一描述。 此外,密码锁等某些项目可能因使用不同语言或显示数码管数量的不同而包含多种程序。报告内容在专栏中仅展示了一部分,请访问相关链接获取详细信息。
  • STM32F103VC超声系统
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    本项目设计并实现了一套基于STM32F103VC微控制器的超声波测距系统,能够准确测量物体间的距离,适用于各种自动化控制场景。 基于STM32F103VC的超声波测距使用HC-SR04模块的完整代码。
  • STM32超声系统
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    本项目设计并实现了一种基于STM32微控制器的超声波测距系统,能够精确测量物体间的距离,并具备响应速度快、成本低等优势。 关于基于STM32的超声波测距模块的程序讲解,可以参考我相关的博客文章。
  • STM32超声程序
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    本项目为一个利用STM32微控制器实现的超声波测距系统,通过编程精确测量物体间的距离,并适用于多种需要非接触式测距的应用场景。 该程序是基于STM32F103ZET6和HC-SR04的超声波测距程序。其测距范围在4米以内,并通过串口通讯将障碍物的距离显示在串口助手上。
  • FPGA超声设计
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    本项目旨在设计并实现一种基于FPGA技术的超声波测距系统,通过优化硬件电路与算法提高测量精度和响应速度。 ### 基于FPGA的超声波测距设计知识点详解 #### 一、项目背景与目标 在《基于FPGA的超声波测距设计》这一课程设计中,主要目的是利用可编程逻辑器件(FPGA)以及硬件描述语言VHDL来实现超声波测距的功能,并在此基础上扩展出倒车雷达的功能。通过这个项目,不仅可以加深对FPGA及VHDL的理解和运用能力,还能够提高解决实际问题的能力。 #### 二、需求分析 该项目的核心需求是在数码管上实时显示超声波传感器与障碍物之间的距离,要求显示精度达到2厘米。此外,还需要具备倒车雷达功能,即当检测到的障碍物距离变化时,蜂鸣器会发出不同频率的声音提示,并且随着距离减小声音频率升高。 #### 三、功能描述 1. **实时距离显示**:系统需要能够在数码管上实时更新与障碍物之间的距离,精度为2厘米。 2. **倒车雷达功能**:当检测到的障碍物距离变化时,蜂鸣器能够根据不同区间发出相应频率的声音提示。 #### 四、可行性分析 1. **器件可行性分析** - FPGA: 使用EP4CE6E22C8N型号的FPGA,该芯片拥有6272个逻辑单元,足以满足项目需求。 - 外围设备:包括“特权同学”开发板提供的必要接口和资源,例如25MHz晶振、拨码开关、共阴极数码管(LG3641AH)、蜂鸣器和按键等。 - 超声波测距模块: 采用HC-SR04超声波测距模块,其探测距离范围为2cm至450cm,精度可达0.2厘米。 2. **功能可行性实现** - FPGA产生的触发信号启动超声波模块工作。 - 接收回声信号后记录整个高电平持续的时间,并通过公式S = 340 * T / 2计算距离(其中340代表声音在空气中的传播速度)。 - 当开关选择打开时,根据返回的高电平信号周期数设定判断标准并产生相应的频率信号给蜂鸣器。 3. **数据操作可行性** - VHDL语言提供了IEEE库的支持,包括IEEE.STD_LOGIC_1164、IEEE.STD_LOGIC_ARITH和IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED等,这些库包含了大部分数学运算需求及数据类型转换功能。 #### 五、模块化建构 为了实现上述功能,项目采用了以下模块设计: 1. **分频模块(freq)** - 目的是将25MHz的时钟信号分别分频至100kHz和1kHz以满足不同部分的需求。 - 分频采用“计数取反”的方法,对于100kHz和1kHz的时钟信号,计数值分别是0到124和0到12499。 2. **触发模块(launch)** - 以100kHz的时钟为基准产生周期为10微秒的触发信号确保超声波模块正常工作。 - 触发信号高电平保持时间为5微秒,至少需要两个周期来满足超声波模块的触发条件。 - 发射后需等待接收信号并处理后再发射下一次。 #### 六、总结 本项目不仅实现了基本的超声波测距功能,还在此基础上扩展了倒车雷达功能,提高了系统的实用性和灵活性。通过FPGA和VHDL的学习与实践加深理解的同时也提升了解决实际问题的能力。
  • 超声路设计 适用30-1000cm
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    本项目设计了一种基于超声波传感器的测距电路,能够精确测量30至1000厘米范围内的物体距离。 超声波测距技术是一种广泛应用于机器人导航、安防系统及自动化设备等多种领域的非接触式测量方法。该技术通过发射与接收超声波信号,并计算两者的时间差来确定目标物体的距离。 本段落将详细介绍一种能够测量30至1000厘米范围内的电路设计方案,以及其中涉及的关键知识点: 一、测距原理 超声波是指频率高于20kHz的人类听觉无法捕捉的声音。在距离检测中,系统发送一个脉冲信号,该信号在空气中传播并遇到障碍物后反射回来被接收器捕获。由于空气中的声速为大约343米/秒,所以通过计算发射与接收到的时间差可以估算出目标的距离。 二、电路设计 1. 发射模块:通常采用压电陶瓷换能器作为发射设备,它可以将电信号转换成超声波信号。 2. 接收模块:同样使用压电陶瓷换能器来接收反射回来的超声波,并将其转化为电子信号。为了提高接收灵敏度,设计中还包括了放大和滤波电路以增强微弱返回信号并减少噪声影响。 3. 控制与计时模块:这部分主要由微控制器(如Arduino或STM32)实现,负责控制发射脉冲以及精确测量从发送到接收到的时间间隔。 三、比例运算算法 在超声波测距中应用比例运算可以提高测量精度。该方法包括比较接收信号和已知参考信号之间的相位差,并据此计算实际距离。 具体步骤如下: 1. 计算发射至接收之间的时间延迟Δt; 2. 根据时间间隔及声音传播速度v(343 m/s),得出理论上的往返距离d = v × Δt / 2; 3. 使用比例运算对测量结果进行校正,考虑温度、湿度等因素的影响。 四、优化与注意事项 1. 抗干扰措施:为减少环境噪声和多路径反射的干扰,在软件层面设置阈值以识别较强且稳定的回波信号。 2. 时间分辨率:提高计时精度是关键所在,可能需要微控制器具备较高的定时器分辨率。 3. 滤波处理:接收信号通常需经过低通滤波器去除高频噪声和不规则脉冲干扰; 4. 硬件布局:确保发射与接收换能器之间的距离及角度适当,防止内部互相干扰。 综上所述,超声波测距电路设计是一个综合了硬件、软件算法等多个方面的工程项目。通过合理的结构规划和技术优化措施,可以实现高精度的近距离测量系统,并在实际应用中保证其稳定性和准确性。
  • LabVIEW
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    本研究探讨了利用LabVIEW平台进行精密同步测量的方法和应用,旨在提高实验数据采集的准确性和效率。通过开发定制化软件工具,实现了多通道信号的同时捕捉与分析。 利用LabVIEW对数据采集卡实现同步测量。