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基于AD5933的阻抗测量系统设计与实验研究

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基于AD5933的阻抗测量系统设计与实验研究

作者：谢昱昊东南大学

学位级别：硕士

阻抗测量用来研究测定一些物体的特性,广泛地应用于多个学科领域。近些年来,阻抗测量技术不断地发展,已从传统的模拟方法演变到计算机及数字信号处理的方法。AD5933便是一款基于数字信号处理方法的芯片,专门致力于阻抗测量,利用它可以... 详细信息

阻抗测量用来研究测定一些物体的特性,广泛地应用于多个学科领域。近些年来,阻抗测量技术不断地发展,已从传统的模拟方法演变到计算机及数字信号处理的方法。AD5933便是一款基于数字信号处理方法的芯片,专门致力于阻抗测量,利用它可以方便的进行阻抗测量。本文基于此测量芯片,结合了嵌入式技术,研制出了一款便携式阻抗测量系统,并针对此系统设计了相关的实验。本文首先介绍了市面上典型的阻抗测量产品,然后简述了阻抗测量的理论及方法,在此基础上根据一些功能需求,进一步给出基于AD5933的阻抗测量系统设计方案,对仪器的硬件和软件进行了设计,阐明了各部分硬件电路的设计思想,对下位机软件设计也作出了详细的叙述,同时针对MFC及LabVIEW两个平台研发了相应的上位机软件,最后对仪器进行了整体测试,针对仪器设计了一些实验,并展示出了实验结果。

关键词：阻抗测量 AD5933 硬件软件

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开路电压及交流阻抗测量系统

微计算机信息 2007年第32期23卷 3-4,7页

作者：李继明张跃清华大学深圳研究生院深圳518055

设计实现了开路电压和交流阻抗测量系统。利用数字合成方法产生测量交流阻抗的1KHz正弦激励信号;调整正弦激励信号产生的电流和开路电压测量模块输入阻抗,以适应测量环境要求;利用ADC获得开路电压和正弦激励峰值电压参数;用数字鉴相方... 详细信息

设计实现了开路电压和交流阻抗测量系统。利用数字合成方法产生测量交流阻抗的1KHz正弦激励信号;调整正弦激励信号产生的电流和开路电压测量模块输入阻抗,以适应测量环境要求;利用ADC获得开路电压和正弦激励峰值电压参数;用数字鉴相方法获取正弦信号的相位差;应用PIC单片机控制定时测量、参数换算、显示输出等。

关键词：单片机电压测量阻抗测量数字合成正弦波

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基于伪随机二进制信号的电池阻抗测量

电源技术 2021年第10期45卷 1303-1306页

作者：言理陈康伟孙国玺梁根广东石油化工学院电子信息工程学院广东茂名525000 中国移动互联网公司广东广州510640

利用伪随机二进制信号为电池系统的激励信号,测得相应的输出端电压。在考虑温度和老化等因素对电池阻抗频域特性影响,注入不同幅度的电流信号,实现电池阻抗实时快速测量。在搭建的实验测试平台上进行验证,结果表明,相比传统电化学阻抗... 详细信息

利用伪随机二进制信号为电池系统的激励信号,测得相应的输出端电压。在考虑温度和老化等因素对电池阻抗频域特性影响,注入不同幅度的电流信号,实现电池阻抗实时快速测量。在搭建的实验测试平台上进行验证,结果表明,相比传统电化学阻抗谱测量技术,采用伪随机二进制序列信号进行阻抗测量方法快速简单。它能够有效实时地对非线性电池系统进行辨识,较为准确地测量在不同环境下电池阻抗动态变化。

关键词：动力电池电动汽车伪随机二进制序列阻抗测量

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基于阻抗测量的机械架构件损伤评价

工具技术 2008年第2期42卷 84-87页

作者：施海重庆工学院

对大型机械设备的机械架构件进行快速诊断和损伤检测,经济价值和效益明显。本文以机械架构件中铝梁的紧固螺栓扭矩松弛作为损伤例子,通过对机械架构件阻抗应答的实验测量,提出了阻抗波峰频率移动量ΔF及波峰振幅变化率δ二种损伤评价指... 详细信息

对大型机械设备的机械架构件进行快速诊断和损伤检测,经济价值和效益明显。本文以机械架构件中铝梁的紧固螺栓扭矩松弛作为损伤例子,通过对机械架构件阻抗应答的实验测量,提出了阻抗波峰频率移动量ΔF及波峰振幅变化率δ二种损伤评价指标方法。同时通过实验测定分辨率对评价指标及结果基本无影响。

关键词：机械架构件阻抗测量损伤评价分辨率

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短波天线阻抗测量系统研究

短波天线阻抗测量系统研究

作者：姬豪西安电子科技大学

学位级别：硕士

在我国,随着无线通信技术的飞速发展,天线行业已在我国国民经济中占据重要的地位。但是在短波频段,天线的发展还相对滞后,没有新的突破。由于短波天线自身体积大、常架设于野外,其阻抗难以通过常规天线测试系统进行测量。如何搭建简单... 详细信息

在我国,随着无线通信技术的飞速发展,天线行业已在我国国民经济中占据重要的地位。但是在短波频段,天线的发展还相对滞后,没有新的突破。由于短波天线自身体积大、常架设于野外,其阻抗难以通过常规天线测试系统进行测量。如何搭建简单、便携的天线阻抗测量系统是短波天线面临的首要难题。论文针对短波天线阻抗测量的难题,研究了简单、便携的天线阻抗系统的设计和搭建,完成的任务主要有以下几个方面:1、本文首先深入研究了天线阻抗的基本知识,并在此基础上分析了天线阻抗测量的四种方法:测量线法、反射计法、扫频长线法、电桥法。针对这四种天线阻抗测量的方法,以及通过对安捷伦N5230A网络分析仪的阻抗测量原理分析,充分考虑该测量系统主要工作在短波频段,最终决定采用基于集总参数双定向耦合器的天线阻抗测量系统。2、设计了集总参数双定向耦合器。论文从定向耦合器的原理出发,设计、仿真并加工了集总参数双定向耦合器。针对工作在短波频段的双定向耦合器,首先分析了变压器的串并联耦合;其次,讨论了单定向耦合器的原理并使用两个单定向耦合器设计了三磁环双定向耦合器;再次,使用ADS2009仿真了该双定向耦合器,并优化了各元器件;最后根据优化的参数加工了实物,并进行了测量。测试结果表明,该耦合器耦合度满足30dB±0.5dB,方向性大于20dB,插入损耗小于0.3dB,端口电压驻波比小于1.25,达到了技术指标要求。3、搭建了天线阻抗测量系统。首先对该系统的工作原理进行了深入分析,从理论上证明了该系统的可行性;其次,针对天线阻抗测量系统中的信号源、以及检测芯片进行了选择,并简要介绍了各个部件的原理和功能,在工程方面论证了天线阻抗测量系统的可行性。

关键词：短波天线阻抗测量集总参数定向耦合器检测芯片

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基于自由轴测量法的阻抗测量系统设计

电子器件 2016年第3期39卷 719-722页

作者：许丰灵赵秋明肖龙李永昌桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541000 桂林斯壮微电子有限责任公司广西桂林541000

设计了一种基于SOPC技术的阻抗测量系统,采用自由轴测量法,设计了基于FPGA的DDS测量信号发生电路和基于AD633模拟乘法器的相敏检波电路。与传统阻抗分析仪相比,该电路结构简单,稳定性好,测量精度高,具有一定的商业应用价值。实际测试表... 详细信息

设计了一种基于SOPC技术的阻抗测量系统,采用自由轴测量法,设计了基于FPGA的DDS测量信号发生电路和基于AD633模拟乘法器的相敏检波电路。与传统阻抗分析仪相比,该电路结构简单,稳定性好,测量精度高,具有一定的商业应用价值。实际测试表明,该测量电路实现了频率为1 k Hz^500 k Hz的阻抗测量功能。

关键词：自由轴测量法 DDS AD633模拟乘法器阻抗测量

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基于电容器投切的电网谐波阻抗测量

电测与仪表 2016年第9期53卷 30-33,46页

作者：吴楠李尚盛孙建军武汉大学电气工程学院武汉430072

投切电容器是测量电网谐波阻抗的常用操作方法,利用投切电容器后的暂态电压、电流分量进行离散傅里叶分析可计算电网公共耦合点处的谐波阻抗。TLS-ESPRIT算法可对投切电容器后的电压、电流同时进行去噪和滤基波处理,得到准确的暂态电压... 详细信息

投切电容器是测量电网谐波阻抗的常用操作方法,利用投切电容器后的暂态电压、电流分量进行离散傅里叶分析可计算电网公共耦合点处的谐波阻抗。TLS-ESPRIT算法可对投切电容器后的电压、电流同时进行去噪和滤基波处理,得到准确的暂态电压、电流分量。相对于Prony算法,TLS-ESPRIT算法抗噪声干扰能力强,且其能更准确辨识模态参数。仿真验证了TLS-ESPRIT算法在基于电容器投切的电网谐波阻抗计算中的有效性。

关键词：谐波阻抗电能质量阻抗测量 TLS-ESPRIT 电容器投切

谐波阻抗测量及电能质量相关标准访南方电网超高压输电公司教授级高工肖遥

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电气应用 2013年第21期32卷 6-8页

作者：杨帆《电气应用》编辑部

随着科学技术的不断发展及工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成电网谐波分量占的比重越来越大。不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动... 详细信息

随着科学技术的不断发展及工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成电网谐波分量占的比重越来越大。不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，

关键词：南方电网谐波分量超高压输电电能质量阻抗测量自动化装置标准科学技术

新能源并网逆变器的阻抗测量方法研究与装备研制

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新能源并网逆变器的阻抗测量方法研究与装备研制

作者：刘家源湖南大学

学位级别：硕士

随着我国能源结构的战略性调整和能源转型的深入推进,新能源发电行业得到了快速的发展。新能源发电并网逆变器大规模接入电网,电力系统的电力电子化特征日趋明显,逆变器之间和逆变器与电网之间的相互影响越来越强烈,影响电力系统的稳定... 详细信息

随着我国能源结构的战略性调整和能源转型的深入推进,新能源发电行业得到了快速的发展。新能源发电并网逆变器大规模接入电网,电力系统的电力电子化特征日趋明显,逆变器之间和逆变器与电网之间的相互影响越来越强烈,影响电力系统的稳定运行。在新能源并网系统的稳定性研究中,通常采用阻抗分析方法。该方法通过建立新能源并网逆变器的阻抗模型,揭示新能源并网逆变器不稳定的因素,能为提高新能源并网系统的稳定性提供理论依据和科学支撑。其中,阻抗模型是阻抗分析法的基础,新能源发电装备即并网逆变器的阻抗模型一般通过小信号建模的方式获得,但是由于实际应用的新能源发电装备“黑箱化”,控制复杂且控制特性差异大,给建模和分析带来的极大的困难。利用大功率宽频带阻抗测量装备能精确刻画新能源发电装备阻抗模型,解决风、光等并网逆变器的内在控制系统黑箱化带来的建模难题。为此,本文提出一种新能源发电装备阻抗测量方案;研究了阻抗测量装备不同控制方法对并网系统稳定性的影响;研制了380V/100kVA宽频带阻抗测量装备,测量频率范围为10Hz到1000Hz。本文的主要研究内容及创新点如下:1.对光伏发电并网逆变器进行dq坐标系下的阻抗建模,在建模过程中,重点研究了锁相环对阻抗模型的影响并分析了电流环控制参数对阻抗模型的影响。研究了基于广义奈奎斯特稳定判据的并网系统稳定性分析法,并研究了锁相环参数以及电网阻抗对并网系统稳定性的影响,研究发现锁相环带宽增大以及电网阻抗增大都会使并网逆变器稳定性降低。2.提出了一种宽频带阻抗测量装备拓扑结构,其中电压扰动注入装置采用多功率模块级联的结构,各功率模块由三相不可控整流模块和单相H桥逆变模块串联构成,可实现宽频带大功率的阻抗测量。设计了电压扰动注入装置的控制方法与SPWM调制策略。研究了阻抗测量装备的开闭环控制方法在不同短路比情况下对并网系统稳定性的影响,短路比较低情况下闭环控制比开环控制对并网系统稳定性的影响较小。设计了阻抗测量装备的投切控制方法,使阻抗测量过程对并网逆变器工作状态不产生影响。通过搭建在线仿真模型验证了本文所提出的阻抗测量方法及拓扑的正确性。3.研制了380V/100kVA宽频带阻抗测量装备,搭建了低压阻抗测量平台。详细叙述了阻抗测量装备的功率单元直流侧电容设计、功率器件选型、驱动电路设计、滤波器设计以及控制系统的软硬件设计。设计了基于LabVIEW上位机阻抗计算单元软件。通过实验验证了本文所提阻抗测量方法与装备的有效性。

关键词：新能源发电阻抗测量阻抗建模稳定性分析电压扰动串联注入