• Регистрация
Петр2119
Петр21190.00
н/д
  • Написать
  • Подписаться

Численное интегрирование выходного сигнала катушки Роговского

Добрый день! Катушка Роговского применяется для измерения тока в электрической сети с частотой 50 Гц, при этом ее выходной сигнал  - это напряжение, которое является производной тока. Задача заключается в восстановлении исходной кривой тока методом численного интегрирования после аналого-цифрового преобразования. При выборе интервала равного периоду (20 мс) в установившемся режиме на выхода интегратора получаем ноль. Вопрос в том как выбрать оптимальный интервал интегрирования?

Теги

    10.08.2021

    Ответы

    • supernova
      supernova+35.00
      10.08.2021 16:15

      Если вы моделируете идеальную синусоиду, то интеграл за полный период всегда равен нулю. При этом даже если вы выберете половину периода, модуль или rms, вы никак не сможете восстановить форму сигнала. Не знаю в деталях, что именно вы делаете, но судя по всему интегрировать вам нужно некую очень малую величину в зависимости от требований по дискретизации. Ну скажем 10 - 100 мкс.

      • Петр2119
        Петр21190.00
        10.08.2021 16:29

        Частота дискретизации 1 кГц, выборки через 1 мс.

        • Петр2119
          Петр21190.00
          11.08.2021 11:07

          Подскажите, почему интегрирование половины периода не позволит восстановить форму сигнала, а интегрирование малой величины может решить задачу? Может знакомы с исследованиями, публикациями на эту тему?

          • supernova
            supernova+35.00
            11.08.2021 11:55

            Для работы с формой сигнала нужен либо спектральный анализ (Фурье и иже с ним), либо работа с мгновенными значениями (собственно, сами мгновенные значения, либо в сторону теории мгновенной мощности, например). Причем тут интегрирование не совсем понятно. 

            • Петр2119
              Петр21190.00
              11.08.2021 13:47

              Да, верно, мы работаем именно с мгновенными значениями выходного сигнала катушки - напряжением. Этот сигнал нужно проинтегрировать и получить первообразную (то есть первичный ток) также в мгновенных значениях.

              • supernova
                supernova+35.00
                11.08.2021 14:05

                Ну так же вам изначально написал, что время интегрирования должно быть соизмеримо с требованиями дискретности, если вы хотите мгновенные значения, а не равно периоду или половине периода.

        • aBoomest
          aBoomest+919.89
          11.08.2021 08:10

          1. Вам что нужно получить в конечном счете? Форму тока?
          2. Задача какая?

          Интегрируете с той частотой, с которой вы написали выше. Хоть прямоугольниками, хоть трапециями, разница не велика. Аесли нужно только величина, то отличие на омегу, и мудохаться с интегралом ни к чему.

          А еще есть мега штука cumtrapz, которая все за вас сделает.

          • Петр2119
            Петр21190.00
            11.08.2021 08:59

            Спасибо за ответ!

            Да, нужна форма тока. Для осциллографирования и анализа аварийных процессов в трехфазной сети, определения фазовых сдвигов между током и напряжением и др. моментов.

            Моделирую в матлабе, чтобы в итоге реализовать в девайсе на микроконтроллере. Интегрирую методом прямоугольников, актуален вопрос выбора оптимального временного интервала для интегрирования.

            • aBoomest
              aBoomest+919.89
              11.08.2021 09:06

              ...актуален вопрос выбора оптимального временного интервала для интегрирования.

              Не совсем ясна суть. Если девайс, то непрерывно.

              • Петр2119
                Петр21190.00
                11.08.2021 10:43

                Да, нужно запускать интегрирование каждую 1 мс, вопрос в том сколько предыдущих выборок брать для каждого расчета интеграла методом прямоугольников. Если взять 20 выборок (полный период для частоты 50 Гц), то рассчитав интеграл, получу 0. Корректно ли взять половину периода - 10 выборок? 

                • aBoomest
                  aBoomest+919.89
                  11.08.2021 13:41

                  1. Для этого (вероятно) надо иметь начальную фазу времени. 
                  2. Я думаю достаточно фильтр чтоб умножал на омегу и сдвигал основную частоту на 90 градусов.

                  • Петр2119
                    Петр21190.00
                    11.08.2021 13:45

                    У нас реальный сигнал не чистая синусоида, поскольку устройство должно реагировать на изменения режима в сети. Присутствуют высшие гармоники и апериодическая составляющая, поэтому и нужен метод работы с мгновенными значениями и интегрированием.

                    • aBoomest
                      aBoomest+919.89
                      12.08.2021 07:54

                      РАди интереса открыл википедию.

                      Там пишут:

                      Необработанный выходной сигнал пропорционален производной тока в первичной цепи по времени и для восстановления сигнала, пропорционального току, необходимо применить интегратор или фильтр нижних частот.

                      О чем вам выше и написал.