Podstawy cyfrowej automatyki elektroenergetycznej
Wydział Elektryczny Semestr VI
Anna Knap 170739	Ćwiczenie : Przetwarzanie sygnałów przez przekładniki prądowe i napięciowe, efekty dyskretyzacji sygnałów, rola filtrów analogowych.	Termin zajęć: Poniedziałek 13-15
				Ocena:
07.03.2011r.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczeń było przypomnienie dokonywania analizy widmowej różnych sygnałów przy pomocy programu Matlab.

2. Przebieg ćwiczenia:

1. Zdefiniowanie różnych sygnałów oraz wykreślenie ich charakterystyki amplitudowo-fazowej:

M-plik:

clear all;clc;close all;

A=1.0;A0=1.0;

ta=0.1;

w=2*pi*50;

Tp=1/1200;

t=0:Tp:0.2

b=1/3;c=1/6

fp=1200;

Le=length(t)-1;

f=0:fp/Le:fp;

syg1=A*sin(w*t);

syg2=A*sin(w*t)+A0*exp(-t/ta);

syg3=A*sin(w*t)+b*sin(2*pi*150*t)+c*sin(2*pi*300*t);

syg4=A*sin(w*t)-sin(2*pi*1150*t);

Wykreślanie dla kolejnych sygnałów transformaty Fouriera:

a) Sygnał 1 - sinusoidalny o częstotliwości składowej podstawowej 50Hz

y=fft(syg1); %obliczanie DFT ciągu x

m=abs(y)/(Le/2); % widmo amplitudowe

figure(1)

plot(f,m)

Sygnał	Widmo

b) Sygnał 2 -sinusoidalny o częstotliwości składowej podstawowej 50Hz + składowa aperiodyczna

y1=fft(syg2); %obliczanie DFT ciągu x

m1=abs(y1/(Le/2)); % widmo amplitudowe

figure(2)

plot(f,m1)

Sygnał	Widmo

3. Sygnał 3 - sinusoidalny o częstotliwości składowej podstawowej 50Hz + składowe harmoniczne 150Hz i 300Hz

y2=fft(syg3); %obliczanie DFT ciągu x

m2=abs(y2)/(Le/2); % widmo amplitudowe

figure(3)

plot(f,m2)

Sygnał	Widmo

4. Sygnał 4 - sinusoidalny o częstotliwości składowej podstawowej 50Hz + składowa przystająca

y3=fft(syg4); %obliczanie DFT ciągu x

m3=abs(y3)/(Le/2); % widmo amplitudowe

figure(4)

plot(f,m3)

Sygnał	Widmo

2. Zdefiniowanie sygnału sinusoidalnego o zmiennej amplitudzie oraz analiza widmowa w danych przedziałach:

A=1.0;A0=1.0; fp=1200; Tp=1/1200; w=2*pi*50; A=1.0; A0=1.0; t=0:Tp:0.2; t1=0:Tp:0.1; N=4; Le=length(t1)-1;f=0:fp/Le:fp; t2=0.1+Tp:Tp:0.2; s1=A*sin(w*t1); s2=N*sin(w*t2); t=[t1 t2]; s=[s1 s2];	figure(1) plot(t,s) y4=fft(s1); %obliczanie DFT ciągu x m4=abs(y4)/(Le/2); % widmo amplitudowe figure(5) plot(f,m4) Le1=length(t2)-1; f=0:fp/Le1:fp; y5=fft(s2); %obliczanie DFT ciągu x m5=abs(y5)/(Le1/2); % widmo amplitudowe figure(6) plot(f,m5)
Sygnał		Widmo przed zmiana amplitudy
Widmo po zmianie amplitudy

Wycięcie fragmentu sygnału do wykreślenia transformaty wokół momentu przeskoku amplitudy:

sp=s(96:144);

tp=t(96:144);

figure(7)

plot(tp,sp)

Le2=length(tp)-1;

f=0:fp/Le2:fp;

y6=fft(sp); %obliczanie DFT ciągu x

m6=abs(y6)/(Le1/2); % widmo amplitudowe

p6=unwrap(angle(y6))

figure(8)

plot(f,m6)

Sygnał	Widmo

3. Analiza widmowa sygnałów prądowych z programu ATP. Nasycenie przekładnika, składowe aperiodyczne

x=readpl452;

y=fft(x(:,5));

plot(x(:,5))

t=x(:,1);

y=fft(x(:,5));

Le1=length(t)-1;

f=0:1600/Le1:1600;

m=abs(y);

figure(2)

plot(f,m)

Nasycenie przekładnika:

Sygnał	Widmo

Wykreślenie innego sygnału z tego samego pliku:

figure(10)

plot(x(:,8))

y1=fft(x(:,8));

t=x(:,1);

Le2=length(t)-1;

f2=0:1600/Le2:1600;

m1=abs(y1);

figure(9)

plot(f2,m1)

Składowe aperiodyczne:

Sygnał Widmo

3. Wnioski:

• Dla sygnału z podstawową harmoniczną zauważamy prążek przy 50Hz (oraz odbicie)

• Dla sygnału zakłóconego składową aperiodyczną zauważamy pojawienie się dodatkowych prążków dla częstotliwości poniżej 50 Hz (oraz symetrycznie powyżej 1150)

• Dla sygnału zakłóconego składowymi harmonicznymi 150Hz i 300Hz, zauważamy prążki dokładnie na tych częstotliwościach, lecz są one zdecydowanie niższe niż prążek podstawowej harmonicznej

• Dla sygnału zakłóconego składową przystającą otrzymaliśmy taką samą charakterystykę widmową jak dla niezakłóconego sygnału

• Podczas zmiany amplitudy sygnału prążek znajduje się w tym samym miejscu, lecz zmienia się amplituda

• Analizując sygnał o zmiennej amplitudzie, dzieląc go na fragmenty z niższą amplitudą i wyższą zauważamy, że prążek jest w tym samym miejscu (różni się tylko wysokością) i nie ma wyższych harmonicznych

• Przyglądając się momentowi zmiany amplitudy zauważamy, że prążek ma amplitudę niższego sygnału, zauważamy też wyższe harmoniczne, których nie było gdy analizowaliśmy sygnały z niższą i wyższą amplitudą osobno

• Na widmie sygnału prądowego pobranego z ATP przy nasyceniu przekładnika zauważamy prążek na 50Hz , lecz trzeba zwrócić uwagę na pojawienie się wielu harmonicznych o częstotliwościach z zakresu 0-200Hz

• Widmo z udziałem składowych aperiodycznych ukazuje nagromadzenie harmonicznych o częstotliwości mniejszej niż 50Hz

---