The article describes successive properties of Prony method based on analysis of its reduced version. The studies describe requirements for width of the analysis window and sampling rate for processed signal, consisting of components with random interharmonic frequencies. The article is an extension of the known properties of Prony method and can be useful for Prony method implementation in a wide variety of advanced signal analysis systems.
PL
Artykuł opisuje rozszerzone własności metody Prony’ego na podstawie analiz jej zredukowanej wersji. Przedstawione badania opisują wymagania co do szerokości okna analizy oraz częstotliwości próbkowania dla przetwarzanego sygnału, złożonego ze składowych o losowych częstotliwościach interharmonicznych. Artykuł jest rozszerzeniem badań znanych własności metody Prony’ego i może być przydatny podczas jej implementacji w różnych systemach wykorzystujących zaawansowaną analizę sygnałów.
The article presents an application of Prony's method with some known components in the analysis of electric power quality. Modifications of the Prony algorithm broaden the scope of method application. Modification of the filter of known components enables more accurate analysis of the parameters of unknown components and components with known or assumed frequencies. This article presents a comparison of the results of analyses conducted with the proposed algorithm for simulated and real signals and the results obtained by means of a commercial electric power quality testing device, operating in class A and using the Fourier transform. The proposed method enables to estimate the levels of the harmonic components, the frequency of the fundamental signal and real parameters of the interharmonic components, which are grouped and averaged in the contemporary monitoring equipment. Knowledge of the individual parameters of the interharmonics has considerable diagnostic importance while removing causes of incorrect operation affecting sensitive equipment in some electric power systems. Additionally, the algorithm is capable of analyzing exponentially damped components and finds its application in analysis of disturbances, for example, transient oscillations.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono przykład praktycznego zastosowania metody Prony'ego, w jej zredukowanej formie do badania charakterystyk napięciowych układów wejściowych, stosowanych w urządzeniach do badania jakości energii elektrycznej. Zaprezentowany przykład weryfikuje teoretyczne rozważania autorów publikowane we wcześniejszych artykułach dotyczące zredukowanej metody Prony'ego i pokazuje możliwości ich praktycznego zastosowania do rzeczywistych pomiarów.
EN
The article shows an example of the practical use of the reduced Prony's method. The presented method was used for the measurement of the voltage input devices that are usually used in power quality measurements systems. The presented example is some kind of verification of theoretical considerations that were shown in the earlier publications about the reduced Prony's method and shows the opportunity for its practical use in real life measurements.
This paper presents an example of practical use of Prony's method for monitoring of power waveform fundamental harmonic fluctuations, which is required for the analysis of window synchronizations in frequency analyses in power monitoring systems. The example presented offers verification of the authors' theoretical considerations published earlier in articles about Prony's method and its opportunities for practical use for real life signals. The investigations shown are based on the least squares Prony's method, which, in connection with digital filtrations, enables estimations of fundamental frequency at the rate of even tens of times per one fundamental harmonic period.
This paper presents a new modification of the least squares Prony's method for power quality analysis in terms of estimation of harmonics and interharmonics in an electric power signal.
W artykule przedstawiono możliwości zastosowania niskobudżetowego modułu embedded BeagleBoard na bazie procesora OMAP firmy Texas Instruments, działającego pod kontrolą systemu Linux, do budowy zaawansowanego urządzenia pomiarowego parametrów jakości energii elektrycznej. W artykule przeanalizowano czasy obliczeń złożonych algorytmów przetwarzania sygnałów na przykładzie metody Prony'ego, mogących mieć zastosowanie przy wyznaczaniu parametrów jakości energii elektrycznej. Czasy te będą porównane z czasami obliczeń dla typowych urządzeń klasy PC o architekturze 8086. Dodatkowo zostaną pokazane możliwości dołączenia do systemu urządzeń peryferyjnych oraz sond pomiarowych.
EN
The article show the possibilities of use of the low cost BeagleBoard embedded system based on Texas Instruments OMAP processor with Linux operating system used for advanced power quality monitoring system. The authors show analysis results of the required time computation for presented advanced signal analysis methods like Prony's method, which can be used for power quality parameters estimation. The results were compared with computations made for PC standard computers, with x86 architecture. Additional, the article show possibility of peripheral devices connections to the presented system.
W artykule przedstawiona została koncepcja wykorzystania parametrycznej metody rozwiązywania układu równań nieliniowych, określanej jako metoda Prony'a, do estymacji częstotliwości chwilowych sygnałów jednoczesnych w układach NPCz. Metoda ta pozwala na estymację częstotliwości wielu sygnałów jednocześnie pojawiających się na wejściu układu NPCz, jednak ze względu na prostotę rozwiązania, rozważania ograniczono do dwóch sygnałów jednoczesnych. W artykule metoda Prony'a została omówiona teoretycznie, zaproponowany został sposób jej aplikacji do układu rzeczywistego NPCz oraz przedstawione zostały wyniki eksperymentu. W oparciu o otrzymane wyniki dla układu rzeczywistego przeprowadzona została analiza błędów i możliwości zastosowania zaproponowanego podejścia w systemach rozpoznania i walki elektronicznej.
EN
The instantaneous frequency measurement systems are very important part of passive reconnaissance systems. An IFM system can be very small and can measure frequency accurately on a short pulse, but it cannot process two simultaneous signals. In this paper, the instantaneous frequency measurement systems with simultaneous signals capability using Prony's algorithm has been presented. Prony's algorithm provides the estimates of multiple frequencies by using multiple correlators to generate an estimate of the covariance matrix. Although the method can be used to multiple signals, in this paper, only the two signals case has been considered for reasons of simplicity. Experimental data have been shown and compared to theoretical analysis. Some problems that stem from this approach have been indicated and solutions for them have been proposed.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents a new method for data compression that can be used in power quality monitoring systems. Described algorithm offers high compression ratio and keeps good accuracy of the reconstructed signals. The algorithm uses a modified Prony's method for initial power waveform modeling (basic parameters of estimation) as well as wavelet transform for additional reduction of compression artifacts present in the Prony model of the analysed signal. The combination of the Prony's method and wavelet transform enables obtaining effective compression of real signals observed in monitoring systems. It also gives information about harmonics and transient oscillatory components of power waveforms that can be used for the power quality analysis. Examples of real signals recorded in power monitoring systems are presented in the paper as well as discussion of compression efficiency for different sets of compression artefacts level.
PL
Artykuł opisuje metodę kompresji sygnału elektroenergetycznego rejestrowanego w celu analizy jakości energii. Opisany algorytm umożliwia uzyskanie wysokiego współczynnika kompresji sygnału przy zachowaniu dużej dokładności rekonstrukcji oryginału. Algorytm wykorzystuje zmodyfikowaną metodę Pronego analizy sygnałów w celu wyznaczenia podstawowego modelu sygnału oraz dodatkowo dla zmniejszenia błędów rekonstrukcji stosuje takie dyskretną analizę falkową. Połączenie tych metod umożliwia efektywną kompresję rzeczywistych sygnałów z urządzeń pomiarowych oraz dodatkowo realizuje analizę składowych harmonicznych i zdarzeń o charakterze oscylacyjnym przebiegów, co może ułatwić późniejszą analizę zjawisk zachodzących w monitorowanych obiektach. Artykuł zawiera analizę przykładowych rzeczywistych sygnałów z systemu monitorującego, pokazuje analizę wydajności algorytmu dla różnych założonych błędów kompresji oraz opisuje błędy generowane przez metodę.
W artykule przedstawione zostały dwie metody estymacji częstotliwości sygnałów jednoczesnych w układach natychmiastowego pomiaru częstotliwości NPCz. W przeanalizowanych metodach Prony' a i Pisarenki estymacja częstotliwości w odbiorniku NPCz odbywa się w oparciu o wartości funkcji autokorelacji, które mogą być uzyskiwane poprzez odpowiednią transformację sygnału wejściowego w strukturze mikrofalowej odbiornika, a następnie przez jego detekcję na elementach nieliniowych. W artykule przeanalizowano te metody, zwracając szczególną uwagę na warunki ich stosowalności oraz wynikające z nich ograniczenia. Analiza ta poparta została odpowiednimi badaniami eksperymentalnymi dla wybranego układu rzeczywistego NPCz, co pozwoli w toku dalszych badań na wyodrębnienie najbardziej efektywnej metody estymacji częstotliwości.
EN
The real-time measurement of the carrier frequency of radar signals is an essential part of electronic-reconnaissance systems. The wide band instantaneous frequency measurement (IFM) systems offers the high probability of intercept over broad instantaneous RF bandwidths, high dynamic ranges, good sensitivity, and high frequency measurement accuracy. However, under simultaneous signals conditions, the conventional IFM system may generate erroneous estimate that can cause serious problems in the further digital processing. In the paper, the estimations of simultaneous signals frequencies using Prony's and Pisarenko methods have been proposed. First of them is a special high-resolution parametric estimator that solves a specific set of simultaneous non-linear equations. Second approach is based on the eigenvectors solution of autocorrelations matrix. The experimental data for both methods have been presented and compared in the paper.
The implementation of Prony's method, Wavelet transformation and Wigner-Ville transformation, in power quality measurements are presented in the paper. The analysis results of the basic disturbances and the implementation areas of the methods are described. The paper also presents the project of power quality measurement system based on the DSP processor.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
An attempt to develop power system electromagnetomechanical model in which it would be possible, in a relatively simple way, to carry out simultaneous electromagnetic and electromechanical studies of HVDC system, has been made. The model consists of an electromagnetic part in the form of a single three phase voltage source and an electromechanical part modelling electromechanical features of the AC power system in the node of HVDC system connection. The voltage source includes network equivalent of RLC type, which has been developed by frequency method from detailed three phase power system model. Prony's method has been applied to obtain transfer function matrix which describes electromechanical features of power system in the node of HVDC system connection. Finally, electromagnetic and electromechanical parts of the model have been connected in the way forming an electromagnetomechanical model of the power system.
PL
W artykule przedstawiono model elektromagnetomechaniczny systemu elektroenergetycznego z wykorzystaniem którego będzie możliwe jednoczesne prowadzenie badań przebiegów elektromagnetycznych i elektromechanicznych w układach przesyłowych prądu stałego (HVDC). W skład modelu wchodzi część elektromagnetyczna w formie pojedynczego trójfazowego źródła napięcia oraz część odwzorowująca właściwości elektromechaniczne systemu w węźle przyłączenia układu HVDC. Siła elektromotoryczna źródła napięcia jest włączona za zastępczym obwodem RLC odwzorowującym charakterystykę częstotliwościową systemu. Właściwości elektromechaniczne systemu odwzorowano macierzą transmitancji wyznaczoną z wykorzystaniem metody Prony'ego. Łącząc część elektromagnetyczną i część elektromechaniczną modelu otrzymuje się model elektromagnetomechaniczny systemu elektroenergetycznego przydatny w badaniach dynamicznych układów przesyłowych prądu stałego.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.