一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置制造方法及图纸

技术编号:22350348 阅读:74 留言:0更新日期:2019-10-19 18:25
本实用新型专利技术公开了一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置,包括变送器,分别与变送器连接的隔离器和低通滤波器,以及与缓存器连接的控制器等。本实用新型专利技术围绕神经网络利用控制器外接的隔离器、变送器、低通滤波器、VOC压控振荡器、DSP芯片、ARM芯片、AD转换器和缓存器,构成具有低混叠频率分量、集成度高、信号处理准确、谐振频率提取准确、配置灵活,可设定所要检测的电压等级、谐波次数、超限标准以及数据存盘间隔参数的谐波检测装置,从而能实时的对仪器交流电源的谐波量、次数、等级进行准确的检测和控制,有效的解决了现有仪器交流电源谐波检测装置所存在的检测误差较大的问题,有效的提高了仪器的使用效果、使用寿命。

A harmonic detection device of instrument AC power supply based on Neural Network

【技术实现步骤摘要】
一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置
本技术涉及人工智能领域,具体是指一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置。
技术介绍
随着各种电子仪器和非线性负荷的大量应用,电子仪器系统的谐波污染日益严重,给电子仪器的安全经济运行带来了极大的危害。谐波能够产生很大的危害,由于电子仪器的电源电线具有一定的阻抗,这个阻抗是随频率变化的,各次谐波电流流过电线时会产生一定的电压降,此电压降叠加在供电电压上,引起输入电压波形畸变,使电能质量下降,影响电子仪器的安全运行,缩短了电子仪器的寿命。现有仪器交流电源谐波检测的技术主要包括以下几种:模拟滤波装置、自适应谐波检测装置、快速傅里叶变换装置、基于小波分析的检测装置。这几种装置的缺点分别如下:误差大、实时性差、电线过电频率变化时尤其明显、对电子仪器的电路元件参数十分敏感、参数变化时检测效果明显变差;动态响应较慢、在电线过电压不对称时谐波电流的检测误差较大;计算量大导致实时性较差、对非整数次谐波的检测有频谱泄漏和栅栏现象等缺点,检测出的谐波幅值、相角和频率有误差;混叠现象的普遍存在导致其精度低。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有的仪器交流电源谐波检测装置存在的上述缺陷,提供一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置。一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置,包括变送器,分别与变送器连接的隔离器和低通滤波器,与低通滤波器相连接的VOC压控振荡器,与VOC压控振荡器连接的AD转换器,与AD转换器连接的DSP芯片,与DSP芯片连接的ARM芯片,与ARM芯片连接的缓存器,以及与缓存器连接的控制器;所述控制器还与ARM芯片连接;隔离器,用于抑制仪器交流电源电荷中的尖峰脉冲,并对仪器交流电源电荷中的高频交流进行分量;变送器,用于将电荷量转换成电信号同时放大;低通滤波器,用于降低输出电平中的混叠频率分量;VOC压控振荡器,用于改变信号振荡回路谐振频率;DSP芯片,用于数字信息的处理;ARM芯片,用于交换数据,同时减少数据交换时对控制器的占比;AD转换器,用于将模拟信号转换为数字信号;缓存器,用于数字信号的追踪缓存;控制器,用于对缓存器中的数据库内的数据进行查询,并用于设定所要检测的电压等级、谐波次数、超限标准以及数据存盘间隔参数;实现对历史数据的保存,并能够统计仪器交流电源的运行参数,分析各个参数的变化趋势,根据各个参数的变化趋势得出谐波电压畸变最大值及最大值出现的时间。进一步的,所述VOC压控振荡器包括场效应管Q,与场效应管Q的漏极连接的倒相电路,与场效应管Q的源极连接的积分电路,以及与场效应管Q的栅极连接的比较电路;所述低通滤波器与倒相电路漏极,所述AD转换器与比较电路连接。所述倒相电路由倒相器U1,正极与低通滤波器连接、负极经电阻R1后与倒相器U1的负极连接的电容C1,一端与电容C1的负极连接、另一端接地的电阻R1,正极与电容C1的正极连接、负极与倒相器U1的输出端连接的极性电容C2,一端与倒相器U1的负极连接、另一端与极性电容C2的负极连接的电阻R3,一端与倒相器U1的正极连接、另一端接地的电阻R4,以及一端接地、另一端与倒相器U1的输出端连接的电阻R5组成;所述倒相器U1的输出端还与场效应管Q的漏极连接;所述电容C1的正极分别与积分电路和仪器交流电源连接。再进一步的,所述积分电路由积分器U3,电容C3,一端与电容C1的正极连接、另一端与电容C3的正极相连接的电阻R6,一端与电容C3的正极连接、另一端接地的电阻R7,正极与积分器U3的负极连接、负极经电阻R8后与积分器U3的输出端连接的极性电容C4,以及一端与极性电容C4的负极连接、另一端接地的电阻R9组成;所述积分器U3的正极分别与场效应管Q的源极和电容C3的负极连接;所述积分器U3的输出端与比较电路连接。所述比较电路由比较器U2,稳压二极管D4,N极与比较器U2的输出端连接、P极与场效应管Q的栅极连接后接地的稳压二极管D1,N极与比较器U2的负极连接、P极与比较器U2的正极连接的稳压二极管D2,P极与稳压二极管D2的P极连接、N极与比较器U2的正极连接的二极管D3,一端与稳压二极管D4的N极连接、另一端与二极管D3的N极连接的电阻R10,一端与比较器U2的输出端连接、另一端与稳压二极管D4的N极连接的电阻R11,以及P极与稳压二极管D4的P极连接、N极接地的稳压二极管D5组成;所述比较器U2的负极还与积分器U3的输出端连接,该比较器U2的输出端与AD转换器连接。更进一步的,所述倒相器U1为74ls14倒相器;所述比较器U2为LMH7322比较器;所述积分器U3为FDI2056积分器。本技术较现有技术相比,具有以下优点及有益效果:本技术围绕神经网络利用控制器外接的隔离器、变送器、低通滤波器、VOC压控振荡器、DSP芯片、ARM芯片、AD转换器和缓存器,构成具有低混叠频率分量、集成度高、信号处理准确、谐振频率提取准确、配置灵活,可设定所要检测的电压等级、谐波次数、超限标准以及数据存盘间隔参数的谐波检测装置,从而能实时的对仪器交流电源的谐波量、次数、等级进行准确的检测和控制,有效的解决了现有仪器交流电源谐波检测装置所存在的检测误差较大的问题,有效的提高了仪器的使用效果、使用寿命。附图说明图1为本技术的整体结构框图。图2为本技术的VOC压控振荡器的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例及其附图对本技术作进一步地详细说明,但本技术的实施方式并不限于此。实施例如图1和图2所示,本实施例的一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置,包括变送器,分别与变送器连接的隔离器和低通滤波器,与低通滤波器相连接的VOC压控振荡器,与VOC压控振荡器连接的AD转换器,与AD转换器连接的DSP芯片,与DSP芯片连接的ARM芯片,与ARM芯片连接的缓存器,以及与缓存器连接的控制器。所述隔离器还与电网连接。其中,如图2所示,其VOC压控振荡器包括场效应管Q,倒相电路,积分电路,以及比较电路。具体实施时,将该隔离器连接在仪器交流电源的输出端上,隔离器便可实时采集电源电压的电荷,同时该隔离器可对电荷中的尖峰脉冲进行有效的抑制,并实现对仪器交流电源电荷中的高频交流进行分量,使采样电荷更准确,通过隔离器处理后的电荷进入到变送器。该变送器则将电荷量转换成电信号同时放大,以提高所输出的电信号的精度,便于后面设备的检测的准确性。为了进一步的确保电信号的准确性,在变送器的输出端上还设置了低通滤波器,该低通滤波器用于降低电信号的电平中的混叠频率分量,使电信号的电平中的谐波的脉冲带宽更清晰,以便于后面的分检和提取。进一步地,VOC压控振荡器用于对电信号的振荡回路的谐波谐振频率进行调整,为了提高VOC压控振荡器对谐振频率调整的准确性,本技术的VOC压控振荡器如图2所示,其由场效应管Q,倒相电路,积分电路,以及比较电路组成的一个受控制的电压振荡器,该VOC压控振荡器具有很好的稳定性和极好的线性,同时具有较宽的频率范围。经谐波谐振频率调整后的电信号被传输到AD转换器,该AD转换器则将模拟状态的电信号转换为数字信号并传输给DSP芯片。该DSP芯片在本技术中优先采用了TI公司的TMS320C1X/C2X型集成芯片来实现,其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置,其特征在于,包括变送器,分别与变送器连接的隔离器和低通滤波器,与低通滤波器相连接的VOC压控振荡器,与VOC压控振荡器连接的AD转换器,与AD转换器连接的DSP芯片,与DSP芯片连接的ARM芯片,与ARM芯片连接的缓存器,以及与缓存器连接的控制器;所述控制器还与ARM芯片连接;隔离器,用于抑制仪器交流电源电荷中的尖峰脉冲,并对仪器交流电源电荷中的高频交流进行分量;变送器,用于将电荷量转换成电信号同时放大;低通滤波器,用于降低输出电平中的混叠频率分量;VOC压控振荡器,用于改变信号振荡回路谐振频率;DSP芯片,用于数字信息的处理;ARM芯片,用于交换数据,同时减少数据交换时对控制器的占比;AD转换器,用于将模拟信号转换为数字信号;缓存器,用于数字信号的追踪缓存;控制器,用于对缓存器中的数据库内的数据进行查询,并用于设定所要检测的电压等级、谐波次数、超限标准以及数据存盘间隔等参数;实现对历史数据的保存,并能够统计仪器交流电源的运行参数,分析各个参数的变化趋势,根据各个参数的变化趋势得出谐波电压畸变最大值及最大值出现的时间。

【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置,其特征在于,包括变送器,分别与变送器连接的隔离器和低通滤波器,与低通滤波器相连接的VOC压控振荡器,与VOC压控振荡器连接的AD转换器,与AD转换器连接的DSP芯片,与DSP芯片连接的ARM芯片,与ARM芯片连接的缓存器,以及与缓存器连接的控制器;所述控制器还与ARM芯片连接;隔离器,用于抑制仪器交流电源电荷中的尖峰脉冲,并对仪器交流电源电荷中的高频交流进行分量;变送器,用于将电荷量转换成电信号同时放大;低通滤波器,用于降低输出电平中的混叠频率分量;VOC压控振荡器,用于改变信号振荡回路谐振频率;DSP芯片,用于数字信息的处理;ARM芯片,用于交换数据,同时减少数据交换时对控制器的占比;AD转换器,用于将模拟信号转换为数字信号;缓存器,用于数字信号的追踪缓存;控制器,用于对缓存器中的数据库内的数据进行查询,并用于设定所要检测的电压等级、谐波次数、超限标准以及数据存盘间隔等参数;实现对历史数据的保存,并能够统计仪器交流电源的运行参数,分析各个参数的变化趋势,根据各个参数的变化趋势得出谐波电压畸变最大值及最大值出现的时间。2.根据权利要求1所述的一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置,其特征在于,所述VOC压控振荡器包括场效应管Q,与场效应管Q的漏极连接的倒相电路,与场效应管Q的源极连接的积分电路,以及与场效应管Q的栅极连接的比较电路;所述低通滤波器与倒相电路漏极,所述AD转换器与比较电路连接。3.根据权利要求2所述的一种基于神经网络的仪器交流电源谐波检测装置,其特征在于,所述倒相电路由倒相器U1,正极与低通滤波器连接、负极经电阻R1后与倒相器U1的负极连接的电容C1,一端与电容C1的负极连接、另一端接地的电阻R1,正极与电容C1的正极连接、负极与倒相器U1的输出端连接的极性电容C2,一端与倒相器U1的...

【专利技术属性】
技术研发人员:向俊杰朱焱麟
申请(专利权)人:成都云材智慧数据科技有限公司
类型:新型
国别省市:四川,51

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