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希尔伯特—黄变换在电能质量检测中的应用研究

作　者: 马慧君
导　师: 张锐
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 希尔伯特-黄变换经验模态分解采样频率端点效应极值点延拓
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
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内容摘要

电能质量问题近年来得到越来越多的重视，影响着工业生产和居民生活的质量。对于电能质量问题的精确检测是提高电能质量的重要保障。论文针对电能扰动信号，将具有时频分析特点的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform，HHT)用于电能质量检测。论文在详细分析电能质量扰动特性的基础上，将希尔伯特-黄变换应用于电能质量检测。对几种典型的电能质量问题：电压暂升，电压暂降，电压中断，电压暂态振荡，谐波以及带有谐波的电压暂降进行了希尔伯特-黄变换，通过瞬时频率和瞬时幅值可确定电能质量扰动的发生时刻、结束时刻、持续时间、扰动幅度和该扰动所包含的谐波成分，仿真结果表明电能质量检测结果准确，快速。将极值点延拓法应用于解决希尔伯特-黄变换的端点效应问题。其核心就是以信号两端的极值点作为延拓点，延长信号的长度，将更多的有效信息包含在包络线内，通过对信号的HHT分析，并对HHT的几种典型特征量如固有模态函数、Hilbert谱等的比较，体现出了这种方法的优越性，有效的抑制了端点效应问题。对经验模态分解方法中的采样频率的选取进行了深入研究，在不同的采样频率下分析谐波信号的Hilbert谱，仿真分析得出结论，采样频率为信号最高频率8倍时可以通过希尔伯特-黄变换正确分析信号随时间变化的频谱。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 课题背景、研究的目的和意义  10-11
  1.2 国内外电能质量研究现状  11-13
    1.2.1 电能质量的定义  11
    1.2.2 电能质量问题的分类  11-13
    1.2.3 电能质量不合格的危害  13
  1.3 国内外电能质量检测主要采用的技术  13-16
    1.3.1 时域分析法  14
    1.3.2 频域分析法  14
    1.3.3 基于变换的分析方法  14-16
  1.4 希尔伯特-黄变换的研究现状分析  16-18
  1.5 论文的主要内容及结构安排  18-19
第2章希尔伯特-黄变换  19-31
  2.1 希尔伯特变换  19-21
  2.2 希尔伯特谱和边际谱  21-23
  2.3 瞬时频率  23-27
    2.3.1 解析信号  23-24
    2.3.2 瞬时频率的概念  24-25
    2.3.3 离散瞬时频率的计算  25-27
  2.4 经典模态分解和固有模态函数  27-30
    2.4.1 经典模态分解  27-28
    2.4.2 固有模态函数  28-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章基于 ECM 的希尔伯特-黄变换  31-41
  3.1 Hilbert-Huang 目前存在的问题  31-37
    3.1.1 采样频率  31-34
    3.1.2 EMD 的筛分停止准则问题  34-35
    3.1.3 EMD 的曲线拟合问题  35-36
    3.1.4 HHT 的端点效应问题  36-37
  3.2 ECM 的提出  37
  3.3 ECM 的的实现  37-39
  3.4 ECM 的仿真分析  39-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章基于 ECM 的希尔伯特-黄变换在电能质量检测中的应用  41-52
  4.1 电压暂降  41-43
  4.2 电压暂升  43-45
  4.3 电压中断  45-46
  4.4 电压暂态振荡  46-48
  4.5 谐波信号分析  48-49
  4.6 电压暂降及短时谐波复合扰动  49-51
  4.7 本章小结  51-52
结论  52-54
参考文献  54-58
攻读学位期间发表的学术论文  58-59
致谢  59

希尔伯特—黄变换在电能质量检测中的应用研究

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