文摘
Flickermeter为一个系统,是一种常见的名字闪烁的obnoxiousness措施引起的电压波动。flickermeter的输出是一个值的短期闪烁严重程度指标,。介绍了数值模拟的结果,重建flickermeter在频域的处理。使用标准测试信号,flickermeter的特点确定输入信号的幅度调制的情况下,调制频率的输入信号,输入信号与interharmonic组件。模拟研究的需要,元素的标准IEC flickermeter信号链以及测试信号源和工具采集、归档,报告结果的建模。结果提供一组图表和图表的特定片段指出和评论。一些例子的影响输入信号的带宽限制flickermeter测量结果提出了AM和FM调制的情况下。此外,flickermeter图,使评价的线性也提出了。
1。介绍
Flickermeter为一个系统,是一种常见的名字闪烁的obnoxiousness措施引起的电压波动。根据(1),flickermeter乐器旨在衡量任何数量的代表闪烁。闪烁的印象是不稳定的光刺激引起的视觉亮度或光谱分布随时间波动2]。根据(3],flickermeter闪烁测量仪器指示正确的闪烁知觉水平对所有实际的电压波动波形。处理由该系统的信号链是复杂的4到了这样一种程度,它是不容易获得输出值只分析。参考书目有关这个主题包含了众多作品描述的操作和功能flickermeter [5- - - - - -10]。在大多数的作者重建flickermeter特点的振幅调制(AM)的情况下(3,11,12),输入电压与interharmonic组件(12- - - - - -21),或步骤输入电压的变化阶段12,22- - - - - -25]。出版书目缺乏在重建的特点flickermeter处理系统和复杂的方式。许多讨论和评论包含模糊的观点描述flickermeter实际运作的方式。例如,一个最常见的错误是错误的频率范围的限制的特点,IEC flickermeter构造。这似乎来自错误的结论,调制频率高于40 Hz不会引起反感闪烁因为人类的唯一闪烁讨厌仅限于40赫兹的频率。然而,由于白炽光源函数(这是映射在一个IEC flickermeter框图的操作电压平方),闪烁可以感觉到调制信号的频率高于40 Hz。
,数值模拟的结果,重构信号的处理链IEC flickermeter将呈现。研究结果提出了以下是关心IEC flickermeter的处理;换句话说,flickermeter建立相应的IEC 61000-4-15,从而不描述闪烁现象,例如,对于光源中定义的一个标准。因此任何修改的测试信号路径是放弃了。新颖性是flickermeter各种电压变化的综合研究。
由于空间限制,本文只包含选定的仿真结果,从分析的角度是很重要的或有现实意义26]。
2。测试信号Flickermeter信号链
测量设备的动态属性确定在频域。研究的结果在频域幅值特征,如果适用,相位特征。上述的动态属性的确定形式的经典方法。因此,尝试使用它们测试flickermeter信号链而考虑的发生载体组件的输入电压。同时,取得了一个假设的测试将进行稳态信号链的,也就是说,在瞬态分量完全淡出。这意味着,例如,阶跃变化后的电压会出现信号(有一些预设振幅)已经被应用之前一段时间需要完全淡出瞬态成分。的好处之一进行时域信号链的分析,除了丰富的参考信号,就有可能获得的值输出和内部信号中瞬态(这是有用的在确定任何饱和度发生)并确定需要多长时间瞬态组件淡出。
一个理想的输入信号在稳定状态可以表示为: 在哪里是电压振幅,是载波频率(对应时间段吗),是载波的角频率,是时间。
测试在频域中将利用以下输入信号(27]:(我)是与不是抑制载波调制波 在哪里调制信号,满足条件和是调制深度;(2)与单一interharmonic组件 在哪里interharmonic组件振幅和吗是interharmonic组件角速度;(3)调频调制(28] 在哪里载波频率调制深度比例系数和吗是调制信号,频率偏移
3所示。IEC Flickermeter模拟器结构
系统由两个主要部分(图1):flickermeter信号链根据标准规范建模和仿真的支持。仿真支撑块的任务是生成测试信号的选择时间情节,振幅和频率来确定rms值()信号,以确定的价值信号,以及记录和可视化选择信号。测试信号的结构使一代的信号来源由于调制,FM调制,或者作为载体和interharmonic组件。6-order Butterworth-type滤波器的截止频率的带宽限制信号。
AGC块替换输入变压器用树枝水龙头和输入电压调节电路。RMS /滤波器滤波器的参数选择,实现提升/下降时间信号的阶跃变化等于1分钟均方根值。通过假设赫兹的频率电压在电网中,过滤器从图1可以指定如下:赫兹,赫兹,赫兹和赫兹(详细的规范(3])。IFL信号出现在输出5标准flickermeter信号链模式(3]。的价值信号对应于IFL信号的最大价值。统计分析块计算短期闪烁严重程度指标的价值,的基础上,IFL信号的统计分布。
所有的瞬时值,和其他信号被记录的记录和可视化。flickermeter的流程模型和仿真研究是由使用应用软件Matlab和Matlab-Simulink [29日,30.),使用步骤(Dormand-Prince)的解算器数值变量。
4所示。Flickermeter处理的基本特征
4.1。规范Flickermeter基本特征
以下组被选出的特征描述flickermeter信号链的处理:(1)时间块内部的信号和IFL开始衰落的暂态分量,(2)分组的no-modulation状态(信号输出信号值按照(1)),(3)依赖的输出信号和内部信号在频率调制信号,类型和调制深度(振幅调制信号按照(2)),(4)调制深度的依赖在频率和调制信号类型的预设值的输出信号或内部信号(振幅调制信号按照(2)),(5)依赖的输出interharmonic组件上的信号频率,(信号与interharmonic component-signal按照(3)),(6)依赖interharmonic组件的振幅在输出的频率为预设值信号(信号与interharmonic component-signal按照(3)),(7)依赖的输出信号频率和频率偏移(频率调制信号按照(4)),(8)依赖的频率偏移在正弦调制信号预设值的输出信号(FM调制信号按照(4))。
特征组、1 - 3、5、7,得到通过设置适当的输入信号的属性在记录的值相应的信号。特征组表示为4不同于其他群体的方式获得。在这种情况下,调制深度的确定的迭代算法使用,提出了图吗2。在标准的61000-4-15 (3),flickermeter矩形和正弦信号的作用被定义,它调节振幅33赫兹的频率。然而,更高的频率也会发生闪烁现象。因此,本研究提出了完整的特点,可能会导致明显的闪烁的频率范围。这适用于两AM和FM调制特性。作为初始相位调制信号没有影响的初始阶段执行,所有模拟都等于零。值得指出的是,耗时方面的仿真过程。观察时间设置满足标准的要求。消除瞬态信号链的影响仿真结果,添加了额外的时间在每个标准观测时期的开始。与计算机用于计算,确定模拟结果花了更多时间。花了几十小时获得多点特点,特别是当迭代算法是利用。特征组6和8构建使用算法呈现在图2,而用调制深度与interharmonic组件振幅和频率偏差,分别。
4.2。正弦输入信号的测量结果(不带灯)
当一个稳定的正弦信号没有调制(按照(1)是应用于flickermeter输入,输出信号应该保持为零。然而,在标准flickermeter信号链的情况下(3),值输入信号大于零。表1总结了的值与模拟信号获得不同的订单过滤器。
没有电压变化的测试表明,真正的flickermeter不得少于约。0.01(如果仪表显示,它可以推断出,在处理所使用的“把戏”)。
4.3。衰落的初始瞬态成分
通过假设零初始条件,当信号,按照(1),一些瞬态成分。该组件的消退时间是使用flickermeter信号链的特点决定的。图3介绍了瞬态分量的消失在信号链的两个独特的点:输出信号的自动增益控制块和IFL信号输出如图5(见图3)。
| (一) |
| (b) |
对图的分析3导致下面的结论:(我)的最大价值信号是关于倍值稳定状态,(2)的最大值IFL信号呈现,而在稳态值为零,和(3)消失的时间信号瞬态分量大概是180年代,IFL信号瞬态分量的消失时间大约是120年代。
之一的影响如此大而且持续的价值IFL flickermeter信号的信号可能发生饱和链。这样的状态可能发生的影响的附加误差测量指标,这可能很难估计。这样错误的状态时电压的波动是足够强大和重复。这种情况的一个例子是电压的波动在电弧炉电源电路。
4.4。Flickermeter处理的特点是输入信号的调制
AM-modulated flickermeter处理输入信号的特点,描述了(2),可以分为两组。第一组包含的特征预设调制深度,。第二组包含的特征为和。图4介绍了图的依赖的正弦、三角和矩形调制信号在恒定的价值。调制深度设置为保证统一的价值指示器在频率的值赫兹,最大传感的闪烁。Flickermeter信号链输出相关值与输入信号的参数:调制深度、频率和信号的形状。来确定特点,采用迭代过程,调制信号的形状设置和值。数据5和6现在的集调制信号特征三:矩形、正弦、三角和,分别。
验证所选特征的比较标准IEC61000-4-15中指定点(3]。flickermeter规范性特征的处理规范主体只有通过信号调幅33赫兹的频率。模拟的可信度更高频率的观察已经证明闪烁的灯光和与模型试验的结果进行比较。比较确定的特征导致的结论是,最“令人讨厌”的调制信号是矩形的,和最不“令人讨厌”的是三角形的。类似于情节呈现在图4观察到三个局部最小值存在,区别的调制深度的最小值出现的频率赫兹。另一个极值出现赫兹和赫兹。关系对矩形信号调制的情况下出租车被奇特的杰出non-monotonicity 25 Hz-40赫兹的频率范围。
两组的特点,和有补充特点,确定了与矩形信号调制,呈现在图7。这使验证flickermeter线性,而假设作为输入量和调制深度作为一个输出。因此,它是可能的状态,一般而言,flickermeter不是一个线性系统,但对应的输入(这意味着传感闪烁),该系统几乎是线性的。
图8礼物的情节与矩形AM调制信号。它提供的信息输入信号的带宽反映在flickermeter测量结果。带宽限制的影响变得可见赫兹。
4.5。Flickermeter加工特征为输入信号与单一Interharmonic组件
一个输入信号与单一interharmonic组件用于确定flickermeter处理的特点定义使用(3)。图9介绍了特征由图中给出的算法的使用2而交换调制深度的振幅interharmonic。为了比较,特点为我调制正弦信号。的值是两者之间的主要区别的频率,出现局部最小值。输入信号与interharmonic组件,最大传感发生在闪烁赫兹和赫兹。值得注意的是信号之间的差异与单一interharmonic组件和AM-modulated信号,定义了(2)。调幅信号包含至少两个interharmonics:与正弦信号调制的情况下,它包含两个interharmonics,并与变形信号在调制的情况下,它可能包含,理论上,无数interharmonics。
4.6。Flickermeter处理输入信号的调频调制特征
flickermeter处理输入信号的特点,获得的结果了调频调制信号定义为(4)。频率调制是一种非线性操作。这一事实复杂化flickermeter处理的繁殖特点,因为输入信号必须指定的方式考虑了信号链的工作点。图10提出了一种依赖的频率偏移0.05赫兹,0.5赫兹,2赫兹,和矩形信号调制。的最大的特征出现在赫兹。与矩形信号调制的情况下,依赖高度non-monotonic在赫兹频率范围。
调频调制的结果通常是一个宽带信号。根据(3)”,通过输入级的带宽…不应该引入一个广泛抑制至少700 Hz。“图11介绍了特征获得的值的变化频率。输入信号的带宽是有限的截止频率的低通滤波器滤波器调整的范围50 - 800赫兹。令人惊讶的是,在某种程度上,由此产生的特征表明,带宽的限制导致增加产值信号的频率几乎所有的预设值。
的影响带宽限制测量结果取决于频率值。图12介绍了特征与矩形的调频信号。的增加值赫兹可以清楚地观察到。
图13介绍了对矩形信号调制特征。线性特征的评价是复杂的案件。一些值的频率(即。,109赫兹,91赫兹,和78 Hz), it could be treated as linear, for other values, it is nonlinear, while for the smallest values, it is non-monotonic.
图14介绍了对正弦调制和矩形信号特征。这个特点是使用图中给出的算法重建2,调制深度取而代之的是频率偏移。
5。讨论的结果
基于数据,提出以下结论可以派生。
(1)初始瞬态组件的衰落
瞬态分量的消失时间IFL信号零初始条件(图3)是120年代(即使模拟信号链包括一块提升/下降时间等于60年代,和消失时间的暂态分量块等于180年代)。
(2)的情况下没有调制
对于一个没有灯的情况下,这个值指标大于零(见表1),取决于F1B滤波器的顺序。这个过滤器的顺序6,建议在3),指示值是0.01。这意味着一个真正的测量结果flickermeter不能低于0.01。
(3)调制
(我)如果一个输入信号是我调制的结果(2),然后处理特点(图4)覆盖频率155赫兹,和三个局部极大值出现的频率和赫兹。全球最大的不依赖于调制信号的形状和发生在赫兹。这些表示有三个最大值对传感的obnoxiousness白炽灯的闪烁,(2)特征(图4),(图5),(图6)显示的阈值指标(),最小的矩形信号进行调制深度和最大的调制深度发生三角信号。事实上,最讨厌的调制是矩形的调制信号,其次是正弦信号,和最讨厌的是三角的调制信号,(3)关于特征(图4),(图5),(图6),可以观察到一个non-monotonicity之一28-37赫兹频率范围,因此,这个片段的特征是非常有用的在实际flickermeters的性能的测试,(iv)通过特征(图5)评估flickermeter线性时作为参考的标准,我们可以flickermeter信号链状态,一般而言,非线性,但对应的输入(这意味着传感闪烁),该系统几乎是线性的,(v)在我调制的情况下,输入信号的影响带宽限制(图8)是可见的赫兹。
(4)为输入信号Interharmonic组件
比较的组合和特征(图9)使一个良好的基础结论的区别obnoxiousness闪烁造成的振幅调制和发生的单一interharmonic供应白炽灯的电压,
(5)调频调制
(我)的基础上为调频调制特征(图10),它是很难估计的范围频率的可变性指示值出现;对正弦信号调制的可变性指示器消失了赫兹,(2)
特征与矩形调频调制信号(图10)强烈non-monotonic,(3)的基础上图(图13),一个可以状态指标价值可能大于频率偏移大于0.25赫兹。因此,调频调制的输入电压赫兹不应该导致令人讨厌的闪烁(图14),(iv)在调频调制的情况下,测量的结果指标强烈依赖于flickermeter带宽;限制输入信号带宽(即。,降低)意外导致增加的价值指标(数据11和12),(v)以特征(图13)评估flickermeter线性时作为参考的标准,我们可以声明flickermeter信号链调频调制的情况下,一般来说,非线性。
6。结论
信号链的结果给出一个全面的概述和补充的标准规范的情况下是输入信号的调制。结果还补充规范的调频调制的情况下输入信号和输入信号与单一interharmonic组件。呈现的结果彻底描述IEC flickermeter在全频率范围的性能影响的结果测量指标(相对于其他文献中给出的结果描述flickermeter只在有限的频率范围)。模拟的结果更容易理解IEC flickermeter的操作。他们描述了输入电压参数的影响指标测量结果。此外,IEC flickermeter的反应也展示了不同类型的输入信号。提出了特征的分析有助于确定需求关于flickermeter信号链和显示测量误差的潜在来源。任何特殊的片段的特征定义最优条件检查的准确性IEC flickermeter的性能,同时,有助于缩短flickermeter测试的时间。它可以在未来。