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基于小波变换的直流系统蓄电池剩余容量在线检测

作　者: 王根涛
导　师: 李立伟
学　校: 青岛大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 直流系统蓄电池剩余容量小波变换 3次B样条小波 MATLAB DSP
分类号: TM732
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
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内容摘要

直流系统对电力系统的安全可靠运行有重要作用,发电厂和变电站中的直流系统是电力系统重要的工作电源。直流操作电源的后备电源一般为蓄电池组,当系统停电时,由蓄电池组提供后备电源。随着人们对供电可靠性和电能质量要求的提高,为保证直流操作电源的安全可靠,必须对蓄电池组运行参数进行全面的在线检测。由于电池的剩余容量与其内阻之间存在很好的相关性,因此可以通过电池内阻的测量,对电池的剩余容量进行在线检测。目前广泛采用的交流法虽然能实现在线检测,但该方法存在固有的缺陷。为了消除在线检测中的噪声干扰,本文选择在时频域中都具有良好的局部化特性的小波进行去噪。在深入研究了小波理论以及交流法在线检测不足的基础上,针对干扰噪声的特性,本文提出了基于3次B样条小波的信号处理新的分析方法,该方法能够充分利用小波分析的特性,有效的去除信号中的噪声干扰。进行小波分析时,小波函数的选择非常重要,不同的小波函数具有不同的适用范围和应用领域；同时,小波变换的不同尺度对应信号的不同频段。本文总结了小波函数和尺度的选择原则,并对选用的3次B样条函数进行详细的介绍。本文应用MATLAB软件进行了仿真,通过simulink构建蓄电池模型,在仿真实验中,通过选择不同的小波基函数,不同的参数设置(比如阈值、尺度)等,来对本文提出的新方法的进行分析,结果证明了该方法的有效性和准确可靠性,最后完成了基于DSP和CPLD的在线检测装置的设计方案。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章绪论  6-12
  1.1 问题的提出  6-7
  1.2 国内外蓄电池剩余容量检测方法综述  7-10
  1.3 小波变换理论的发展及应用现状  10-11
  1.4 本课题的研究目的及主要内容  11-12
第二章小波变换基本理论  12-28
  2.1 小波分析的基本理论  12-21
    2.1.1 小波的基本定义  12-14
    2.1.2 小波的性质  14-15
    2.1.3 小波的分类  15-18
    2.1.4 多分辨率分析与小波函数的构造  18-20
    2.1.5 小波包变换的理论分析  20-21
  2.2 Mallat塔式算法  21-24
  2.3 小波基的选择原则  24-26
    2.3.1 Lipschtiz指数  24-25
    2.3.2 用于在线检测的小波基的选择原则  25-26
  2.4 本章小结  26-28
第三章基于MATLAB的仿真实验  28-42
  3.1 MATLAB仿真软件  28
  3.2 MATLAB仿真中原始信号的构造  28-29
  3.3 蓄电池的仿真模型  29-30
  3.4 利用不同的小波函数对待测信号进行小波变换  30-35
    3.4.1 haar(哈尔小波)  31-32
    3.4.2 Daubechies(dbN小波)  32-33
    3.4.3 Morlet小波  33-34
    3.4.4 三次B样条小波  34-35
  3.5 三次B样条小波变换的等效滤波器  35-41
    3.5.1 n次B样条小波  35
    3.5.2 求小波变换的低通滤波器系数  35-37
    3.5.3 小波函数的选取  37-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章基于小波变换的实验装置设计  42-52
  4.1 系统的构成与功能  42-46
    4.1.1 直流系统蓄电池组  42
    4.1.2 DSP检测系统  42-44
    4.1.3 低频信号发生和加载电路  44-45
    4.1.4 信号调理部分  45-46
  4.2 基于DSP的系统软件设计  46-49
    4.2.1 CCS集成开发环境  46-47
    4.2.2 软件设计流程  47-49
  4.3 本章小结  49-52
结论  52-54
致谢  54-56
参考文献  56-60
攻读硕士学位期间发表的论文  60-62

基于小波变换的直流系统蓄电池剩余容量在线检测

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