深圳市淶頓科技有限公司代佳佳獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉深圳市淶頓科技有限公司申請的專利一種電源電壓瞬時相位角實時估計方法、裝置及設備獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114397507B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202111657507.0,技術領域涉及:G01R25/00;該發明授權一種電源電壓瞬時相位角實時估計方法、裝置及設備是由代佳佳;汪振;林小龍;黃志聰;劉智聰設計研發完成,并于2021-12-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種電源電壓瞬時相位角實時估計方法、裝置及設備在說明書摘要公布了:本發明公開了一種電源電壓瞬時相位角實時估計方法、裝置及設備,該方法首先采集電源電壓實時采樣值,通過對電源電壓的建立解析信號模型和擴展型卡爾曼濾波器對電源電壓瞬時相位角進行實時估計計算。相比現有技術,該方法計算簡單,抗干擾能力更強,精度和實時性更高,有效提高了電源電壓初始相位角的計算精度。
本發明授權一種電源電壓瞬時相位角實時估計方法、裝置及設備在權利要求書中公布了:1.一種電源電壓瞬時相位角實時估計方法,其特征在于,該方法包括如下步驟: 步驟一:獲取電源電壓的瞬時測量值; 步驟二:預設電源電壓的震蕩模型,并對該震蕩模型進行希爾伯特變換,得到電源電壓的解析模型; 具體地,設電源電壓振蕩模型為:vt=Acosωt+φ; 對該電源電壓震蕩模型進行希爾伯特變換,得到該電源電壓的解析模型為: Vt=Aejωt+φ 其中:t為時間,vt為電源電壓在t時刻的幅值,A為電壓幅度,ω為電壓角頻率,φ為電壓初始相位角,Vt為電源電壓瞬時值希爾伯特變換; 步驟三:根據已知的電壓幅度和角頻率,建立擴展型卡爾曼濾波器量測方程,通過該擴展型卡爾曼濾波器量測方程計算所述電源電壓的瞬時測量值與通過所述解析模型得到的估計值之間的誤差變化率,并令該誤差變化率為零; 具體地,令擴展型卡爾曼濾波器中狀態變量x為初始相位角φ,由于初始相位角為常數,不隨時間變換,因此擴展型卡爾曼濾波器系統方程為: xk+1=xk 其中,xk是第k時刻對狀態變量x的估計值,即k時刻對初始相位角的估計值,由于初始相位角是常數,所以k時刻的值與k+1時刻保持一致; 擴展型卡爾曼濾波器量測方程為: 該量測方程的最終表達式為: 其中:xk為k時刻初始相位角的估計值;xk+1為k+1時刻初始相位角的估計值;yk+1為電源電壓瞬時測量值與估計值的誤差變化率,hxk+1是擴展型卡爾曼濾波器的量測方程,由于初始相位角的估計值與真實值一致時該誤差變化率為零,因此令該量測方程的結果為零;Hvk+1為k+1時刻電源電壓瞬時測量值的希爾伯特變換,是電壓解析模型在k+1時刻的值,vk+1為k+1時刻的電源電壓瞬時測量值; 步驟四:采用該擴展型卡爾曼濾波器,對初始相位角進行實時估算,并根據得到的初始相位角,得到電源電壓的瞬時相位角; 一步預估,k=0即零時刻時,沒有初始相位角的任何信息,在0-360°中任選一個值,賦給x0,再根據以上公式得到一步預測,其中,表示初始相位角由k時刻到k+1時刻預估的狀態向量,表示初始相位角在k時刻預估的狀態向量,Fk表示k時刻的系統矩陣; 一步預測方差陣,由于k=0即零時刻時,沒有初始相位角的任何信息,所以認為初始賦值誤差很大,因此P0給一個較大值,表示x0的估計誤差非常大,得到一步預測方差陣,其中,Pk+1k表示初始相位角由k時刻到k+1時刻的最小預測均方誤差矩陣,Pk表示初始相位角k時刻的最小預測均方誤差矩陣; 由一步預測方差陣得到增益矩陣K,其中,Kk+1表示初始相位角在k+1時刻的增益矩陣, 表示初始相位角在k+1時刻預估的狀態向量,Hk+1表示k+1時刻的狀態觀測矩陣; 通過增益矩陣K放大或縮小測量誤差,即y與測量函數值的差,并與一步估計值相加,作為k+1時刻的估計值,其中,表示初始相位角為k時刻的一步預估值時的量測方程輸出值; Pk+1=I-Kk+1Hk+1Pk+1k 同時更新k+1時刻狀態值的方差陣,評價k+1時刻對初始相位角估計的準確性,其中,I表示單位陣,Pk+1表示初始相位角k+1時刻的最小預測均方誤差矩陣; 如果Pk+1小于某一個預設的閾值,或者估計次數k增加到某一個閾值,則停止估計,將此刻的xk+1作為最終的初始相位角估計值; 其中:yk+1=0,Fk=1,Rk+1=γ,γ∈R+; 其中,Rk+1為量噪聲矩陣,用于度量測量數據中的噪聲大小; 完成初始相位角φ的估計后,通過以下公式得到電源電壓的瞬時相位角:Φ=ωt+φ。
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