论文摘要：矩阵变换器输入电源

频率是电力系统中的重要运行参数之一，其反映了网侧与负载侧的动态能量平衡。频率实时检测在电力设备正常运行中至关重要。然而，频率瞬态快速变换时较难跟踪，当存在高次谐波和噪声时精确检测难度更大。航空电气设备，如有源滤波器和电机调速等领域，亟需一种精确的、实时频率检测技术。本文来源于国家自然科学基金项目“基于矩阵变换器的机载电力作动器关键技术研究”。在永磁同步电机的闭环伺服控制中，矩阵变换器的输入频率是重要的调制基准。针对该问题，本文提出了基于离散傅里叶分析的频率检测技术，对电源的基波进行高精度实时检测。采样序列首先经过汉宁窗加窗处理，经过DFT后得到频域下主瓣区间的频谱幅值。推导了基波频率与主瓣区间三条频谱幅值的数值关系，通过对估计值的迭代计算对宽范围的频率进行检测。算法中选取采样点数最小限值可避免主瓣幅值泄露，同时在旋转坐标系下计算谱线幅值可极大减小计算量。该算法首先在Matlab/Simulink仿真软件中实现，并在DSP控制的实验样机中得以验证。该技术主要应用于机载400Hz电源频率检测，检测值在额定频率400Hz上下波动，同时在360Hz~800Hz的变频电源下亦有较高的检测精度。仿真和实验结果表明，检测算法实时性好，阶跃响应迅速，稳态精度较高。

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