卡尔曼滤波在电流互感器电磁测量中的应用.pdf

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1、146传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第7期卡尔曼滤波在电流互感器电磁测量中的应用从洪伟，杨煜普(上海交通大学自动化系系统控制与信息处理教育部重点实验室，上海200240)摘要：针对TPY电流互感器暂态特性测试过程中，霍尔传感器的零点漂移和噪声干扰引起的磁通测量不准确问题，提出了一种应用卡尔曼滤波原理进行数据融合的分阶段测量方法。通过分析传感器误差对测量结果的影响，辨识出了传感器的测量误差值，并根据铁磁介质的电磁关系和传感器的特点，应用卡尔曼滤波的良好修正

2、能力，消除了测量误差对高精度测量的影响。实验结果表明：经过卡尔曼滤波处理之后，不仅可以消除传感器零点漂移引起的误差积累问题，而且可以使测试得到的曲线更加准确平滑。关键词：电流互感器；卡尔曼滤波；剩磁系数；磁滞回线中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)07-0146-03ApplicationofKalmanfilteringinelectro—magneticmeasurementofcurrenttransformersCONGHong—wei，YANGYupu(DepartmentofAu

3、tomation，ShanghaiJiaoTongUniversity，KeyLaboratoryofSystemControlandInformationProcessing，MinistryofEducation，shanghai200240，China)Abstract：Aimingattheproblemofheavyfluxerrorincurrenttransformer’Stransientcharacteristicstestingcausedbysensorzerodriftandnoiseinterferenc

4、e，amulti—stagemeasuringmethodbasedonKalmanfilteringdatafusionmeansisproposed．Throughanalysisontheeffectofthesensor’Seroronmeasuringresult，thesensor’Smeasuringerorisidentified．Accordingtotheferromagnet’Selectro—magneticrelationshipandthecharacteristicsofaUsensors．using

5、Kalmanfiltering’Sgoodcorrectionability．effectoferoronhigh—precisionmeasurementiseliminated．TheexperimentalresuhshowsthataftertheprocessofKalmanfiltering’Streatment，notonlyistheeroraccumulationcausedbyzerodrifteliminated，butalsothetestcurveisaccurateandsmooth．Keywords：

6、currenttransformer；Kalmanfihering；remnantmagnetism；hysteresisloop0引言传感器引起积累误差的场合，卡尔曼滤波算法可以根据不目前常用的TPY高压电力电流互感器铁芯磁通测量同传感器的特点进行测量补偿，获得较好的测量效果，这种方法是通过测量互感器的外部特性(电流、电压等)来对励补偿积累误差的方法在电池电量估计、姿态测量等方磁电压的积分获得。励磁电压积分求磁通的过程需要用到面都得到了很好的应用。本文采用两阶段卡尔曼滤波法，分别在不同阶段辨识出测量系统的零点误差和剩磁来精确霍尔

7、传感器，由于积分计算是一种开环测量方法，会因霍尔辨识出需测量的参数。传感器的温度漂移误差引起较大的积累误差，TPY电流互1TPY高压电力电流互感器暂态特性参数测试原理感器剩磁非常小，一个小的积累误差都会严重影响剩磁测TPY电流互感器暂态特性参数测试系统是一个采用改量的精度。而直接依据所测得的漂移数据对系统进行漂移进的直流法测量电流互感器二次绕组剩磁系数、磁滞回线、补偿，往往会出现较大的误差。二次时间常数和绕组内阻等多个参数的自动测试系统，数卡尔曼滤波是常用的一种数据融合方法，可以通过融合多个传感器数据进行测量结果修正。卡尔曼滤波算

8、法据主要来自霍尔传感器与对电流互感器二次端的电压和电是基于最小方差估计的方法，在分析使用各种不同传感器流的采样值，将采样值进行数据处理计算得到测量参数。数据计算方法优缺点的基础上，能结合不同测量方法的优根据电磁学原理，在时间时刻被测绕组的磁通为励缺