交流信号传感器的零漂信号消除方法技术

本发明专利技术利用交流信号关于中心对称且各周期的平均值为零的特点，提供一种交流信号传感器的零漂信号消除方法，包括：根据待测交流信号采样周期和信号周期确定当前采样时刻的前一个信号周期内的采样个数；获取并保存待测交流信号含当前采样时刻的前一信号周期的所有采样值；计算前一信号周期内全部的信号采样值的平均值，或计算待测交流信号当前采样时刻的采样值与半个信号周期前的采样时刻的采样值的平均值；将平均值作为零漂信号值；将当前采样值减去零漂信号值，获得当前采样时刻的真实采样值。本发明专利技术广泛适用于频率已知的交流信号传感器的零漂信号校正，提高了采样值的真实可靠性，且校正效果不受传感器的工作环境、温度等的影响。

【技术实现步骤摘要】
交流信号传感器的零漂信号消除方法
本专利技术涉及传感器零漂校正
，具体涉及一种交流信号传感器的零漂信号消除方法。
技术介绍
近年来，采用清洁可再生能源(包括风能、太阳能、氢能等)发电和推广电动汽车应用，是世界各国减少碳排放并避免全球气候变暖的重要手段。无论新能源是并网发电还是电动汽车的驱动，此类电力电子系统中交流电压、电流传感器的零点漂移问题一直制约着系统性能提升，直接关系到输出电源的质量、安全及可靠性等。尤其是传感器零点漂移现象的存在会在交流系统中引入直流分量，而直流分量会导致电感元件的磁饱和，危及系统安全。因此，解决系统中交流信号传感器的零点漂移问题具有非常重要的应用价值。在电力电子系统中常用的电压、电流零漂校正策略主要分为两类：其一、选用具有零漂校正功能的高精度电压、电流传感器。但这类传感器往往成本较高，且传感器性能与外围电路设计具有较大的相关性，若外围电路在设计时没有兼顾传感器的特性，比如电磁干扰、温升、外部电源稳压精度等，往往无法取得较好的效果，对工程应用人员的要求较高。其二、用软件消除零漂初始值以校正零漂。工程上此类的软件零漂校正策略是，在系统尚未启动且其参考输入量为零时，对系统的一个或多个交流信号进行低通滤波后的采样值作为系统零漂信号值，然后在系统启动后将交流信号的采样值减去该零漂信号值，从而得到较为准确的信号。但考虑到在实际系统启动后，由于工作环境的改变，传感器的零漂也会出现相应的变化，因而采用系统启动前的固定值，无法准确地消除零漂。另外考虑到各种因素(例如负载改变、温度等)的影响，采用控制变量法，进行多次实验，对零漂、负载、温度进行数学建模，然后根据模型进行零漂校正。这种方法虽然可以得到准确度较高的零漂信号值，但是得到数学模型的过程较为繁复，工作量较大，且数学模型一般只对应具体的传感器型号，模型参数并不适用于其他型号，无法推广。
技术实现思路
本专利技术提供一种交流信号传感器的零漂信号消除方法，旨在解决现有技术中存在的零漂信号消除方法受传感器的工作环境、温度等影响，导致零漂校正不可靠以及零漂信号消除方法通用性不强的技术问题。一方面，本专利技术提供一种交流信号传感器的零漂信号消除方法，包括：获取待测交流信号的采样周期以及信号周期，并根据所述采样周期和所述信号周期确定所述当前采样时刻的前一个周期内的采样个数；获取并保存含当前采样时刻的前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值；计算所述前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值的平均值，或计算待测交流信号当前采样时刻的采样值与半个信号周期前的采样时刻的采样值的平均值，将所述平均值作为所述零漂信号值；将所述当前采样值减去所述零漂信号值，以消除零漂信号，获得所述当前采样时刻的真实采样值。在本专利技术一种可能的实现方式中，所述计算所述前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值的平均值包括：判断所述采样个数是否为整数；若所述采样个数为整数，则根据第一预设算法计算所述前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值的平均值；若所述采样个数不为整数，则根据第二预设算法或第三预设算法计算所述前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值的平均值。在本专利技术一种可能的实现方式中，所述第一预设算法为：其中，N为所述采样个数；S(k-i)为所述前一个信号周期内待测交流信号的采样值；D(k)为所述零漂信号值。在本专利技术一种可能的实现方式中，所述第二预设算法为：其中，Round(N)＝[N+0.5]其中，Round[N]为取整函数。在本专利技术一种可能的实现方式中，所述第三预设算法为：其中，[N]为N的整数部；且：其中，为在k-N+1时刻的采样值。在本专利技术一种可能的实现方式中，所述计算待测交流信号当前采样时刻的采样值与半个信号周期前的采样时刻的采样值的平均值为：其中，其中，N为所述采样个数；S(k)为所述当前采样时刻的采样值；为所述半个信号周期前的采样时刻的采样值；为的整数部。本专利技术利用频率已知的待测交流信号关于中心对称且各周期的平均值为零的特点，对传感器的零漂信号进行校正，适用于任何型号的交流信号传感器，提高了零漂信号消除方法的适用性；同时，校正效果不受传感器的工作环境、温度等的影响，校正结果可靠；且无需增加任何的硬件开销。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的交流信号传感器的零漂信号消除方法的一个实施例流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的S103的一个实施例流程示意图；图3是本专利技术实施例提供的第一预设算法的零漂信号消除示意图；图4是本专利技术实施例提供的第二预设算法的零漂信号消除示意图；图5是本专利技术实施例提供的第三预设算法的零漂信号消除示意图；图6是本专利技术实施例提供的三相四桥臂逆变并网系统的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的简化计算零漂信号值方法的原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。本专利技术提供了一种交流信号传感器的零漂信号消除方法，以下进行详细说明。如图1所示，为本专利技术实施例提供的交流信号传感器的零漂信号消除方法的一个实施例流程示意图，该方法包括：S101、获取待测交流信号S的采样周期以及信号周期，并根据采样周期和信号周期确定当前采样时刻的前一个周期内的采样个数；需要说明的是，本专利技术实施例中的待测交流信号为周期性的交流信号，该交流信号关于中心对称且各周期的信号平均值为零。具体地，采样个数N为：N＝T/TS其中，N为采样个数，TS为采样周期，T为信号周期。S102、获取并保存含当前采样时刻的前一个信号周期内待测交流信号S的全部采样值；S103、计算前一个信号周期内待测交流信号S的全部采样值的平均值，或计算待测交流信号S当前采样时刻的采样值与半个信号周期前的采样时刻的采样值的平均值，将平均值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流信号传感器的零漂信号消除方法，其特征在于，包括：/n获取待测交流信号的采样周期以及信号周期，并根据所述采样周期和所述信号周期确定所述当前采样时刻的前一个周期内的采样个数；/n获取并保存含当前采样时刻的前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值；/n计算所述前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值的平均值，或计算待测交流信号当前采样时刻的采样值与半个信号周期前的采样时刻的采样值的平均值，将所述平均值作为所述零漂信号值；/n将所述当前采样值减去所述零漂信号值，以消除零漂信号，获得所述当前采样时刻的真实采样值。/n

【技术特征摘要】
1.一种交流信号传感器的零漂信号消除方法，其特征在于，包括：
获取待测交流信号的采样周期以及信号周期，并根据所述采样周期和所述信号周期确定所述当前采样时刻的前一个周期内的采样个数；
获取并保存含当前采样时刻的前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值；
计算所述前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值的平均值，或计算待测交流信号当前采样时刻的采样值与半个信号周期前的采样时刻的采样值的平均值，将所述平均值作为所述零漂信号值；
将所述当前采样值减去所述零漂信号值，以消除零漂信号，获得所述当前采样时刻的真实采样值。


2.根据权利要求1所述的交流信号传感器的零漂信号消除方法，其特征在于，所述计算所述前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值的平均值包括：
判断所述采样个数是否为整数；
若所述采样个数为整数，则根据第一预设算法计算所述前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值的平均值；
若所述采样个数不为整数，则根据第二预设算法或第三预设算法计算所述前一个信号周期内待测交流信号的全部采样值的平均值。


3.根据权利要求2所述的交流信号传感器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周克亮，唐超，信美燕，覃国安，饶友杰，陈启宏，张立炎，何青青，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42