基于Matlab的计算机距离保护微分方程算法仿真与研究
基于Matlab的计算机距离保护微分方程算法仿真与研究
黄景光1,董兰兰1,吕艳萍2
(1.三峡大学,湖北宜昌443002; 2.武汉大学,湖北武汉430072)
摘要:运用Matlab完成电力系统计算机距离保护的仿真,应用了两种基于线路模型的解微分方程的阻抗算法,分析了其应用于不同参数线路时的适应性,并通过分析在考虑存在干扰和误差时的阻抗计算结果,对两种算法的稳定性进行了研究。还对这两种算法的工程应用提出了有益的建议。
关键词:距离算法; 仿真; 适应性; 稳定性
中图分类号:T M773 文献标识码:A 文章编号:100324897(2006)0520013204
0 引言
距离保护诞生近一百年了,理论分析及长期的运行经验都证明了距离保护具有很好的选择性和可靠性,因此,距离保护往往被选作电力系统中低压输电线路主保护。在继电保护的计算机时代,人们可以根据具体应用情况在众多距离保护方案和算法中做出选择,以求实现包括保护的选择性、速动性、灵敏性、可靠性和经济性等整体性能的最优。先确定距离保护的阻抗算法,然后配以适当的滤波器和其他信号处理方法,而整体方案必须经过严密的理论分析、仿真试验、动模试验和试运行后,才能确定下来。
距离保护的阻抗算法很多,有各种基于电压电流计算的阻抗算法(如傅里叶算法、最小二乘算法、卡尔曼滤波算法等)、基于阻抗元件动作特性采样值算法、基于线路模型的解微分方程算法等几大类。这些算法各有自己的优点和适宜应用的条件,分析各自的特点、研究其适应性,对获得算法乃至整个保护良好的选择性和可靠性等有很大帮助。本文就基于线路模型的解微分方程算法进行仿真分析,并对其适应性和稳定性展开研究。
1 距离保护的解微分方程算法
电力系统高压输电线路往往以距离保护作为其主保护之一,计算机距离保护的阻抗算法很多,解微分方程算法直接求解输电线路模型的微分方程计算短路阻抗,因此被广泛采用。根据输电线路的模型,距离保护解微分方程算法通常又分为R-L模型算法和单π模型算法。
1.1 R-L模型解微分方程算法
当忽略线路的分布电容时,从故障点到保护安装处的线路可用一个电阻R
1
和电感L
1
的串联电路来近似,见图1。
图1 输电线路的R2L模型
Fig.1 R2L model of a trans m issi on line
当线路中某点发生短路故障时,保护安装处电
压的微分方程为:u=R
1
i+L1
d i
d t
式中:R
1
、L
1
分别为故障点到保护安装处线路的正序电阻和电感。采用算子D I=
d i
d t
,在时刻t(1)、t(2)有等式:
u(1)=R1i(1)+L1D I(1
)
u(2)=
R1i(2)+L1D I(2)
写成线性方程组:
i(1)D I(1)
i(2)D I(2)
R1
L1
=
u(1)
u(2)
计算中,可采用采样值差分法求出导数,然后求
解L
1
和R
1
。
对微分方程在一段时间里进行积分,也就是采用积分法解微分方程。这相当于对采样信号先经过低通滤波器后,再进行求解,所以,积分法有一定的抑制高频分量的能力。
1.2 单π模型解微分方程算法
当线路采用了分裂导线或者是电缆线路时,其
分布电容不可忽略,可以采用一个π型网络(R
1
、L1、C)来近似等效输电线路,见图2。
当线路中某点发生短路故障时,保护安装处电压的微分方程为:
31
第34卷第5期2006年3月1日
继电器
RELAY
Vol.34No.5
Mar.1,2006
图2 输电线路的单π模型Fig .2
πmodel of a trans m issi on line u =R l i l +L l
d i l
d t
所以,u =R l (i -i C )+L l
d
d t
(i -i C )u =R l i -R l C d u d t +L l d i d t -L l C d 2
u
d t
2
采用算子D I =d i d t ,DU =d u d t ,D 2U =d 2
u
d t
2,在时刻
t (k )、t (k +1)、t (k +2)和t (k +3)有线性方程组:
i (k )
D I (k )
-DU (k )-D 2U (k )i (k +1)D I (k +1)-DU (k +1)-D 2U (k +1)i (k +2)D I (k +2)-DU (k +2)-D 2U (k +2)i (k +3)
D I (k +3)-DU (k +3)
-D 2U (k +3)
?
R 1L 1CR 1CL 1
=
u k
u k +1u k +2u k +3
求解此方程,可以计算出线路的短路阻抗参数
R 和L 。
2 解微分方程算法仿真
2.1 算法仿真
在Matlab 环境下建立一个简单电力系统模型,见图3,主要包括发电机、变压器、输电线路、负载和故障点模块,可以用来完成电力系统的运行及各种短路故障仿真。在线路首端获取线路的三相电压、
图3 M atlab 环境下的电力系统仿真模型
Fig .3 Power syste m model with Matlab
电流以及零序电压、电流,然后通过编程完成保护算法和逻辑的仿真
。
在仿真模型中,把线路参数设置为典型的架空单
导线线路r =0.105Ω/k m ,L =1.232×10-3
H /k m ,C =9.16×10-9
F /k m ,所以,x =0.387Ω/k m ,z =
0.401Ω/k m ,b =2.88×10-6
S/k m 。如果在线路中距离首端20k m 处发生短路故障时,线路短路阻抗理想值为Z k =8.02Ω,分别运用两种算法计算阻抗,可得计算阻抗的动态特性如图4所示,图4以及其它图中,横坐标为某段时间采样点序号。
图4 架空线路中计算阻抗的动态特性
Fig .4 Dyna m ic characteristics of calculating
i m pedance of air
line
把线路参数设置为典型电缆线路参数:r =
0.101Ω/km ,L =2.101×10-4
H /km ,C =7.289×10-7
F /km ,所以,x =0.066Ω/k m ,z =0.121Ω/km ,
b =2.29×10-4
S/km 。在与前文相同条件下进行故障仿真时,线路的短路阻抗为Z k =2.42Ω,运用两种算法计算阻抗,可得计算阻抗的动态特性如图5所示。在两图中,截取了故障前1个工频周期和故障后2个工频周期的数据(计算中采用了每工频周期36的采样频率),横轴为采样点序号,纵轴为计算阻抗的对数值。
图5 电缆线路中计算阻抗的动态特性
Fig .5 Dyna m ic characteristics of calculating
i m pedance of cable line
从图4和图5可以看到,RL 模型算法忽略了线
路的分布电容,在故障暂态过程中,线路分布电容的充放电效应使得测量阻抗RL 模型算法的计算阻抗有一个明显的过渡过程,约一个工频周期后才会稳
4
1继电器
定在理想值上下。输电线路的单π模型,
在数学上
比RL 模型更精确、更逼近于输电线路原形,运用单π模型算法时,故障后计算阻抗能够很快地稳定在理想值上下。2.2 精度分析
在计算阻抗达到稳定后,上述4种条件下的计算阻抗在一个工频周期里的动态特性如图6所示,从图中可以看到,计算阻抗的稳定性很好,其平均值分别为8.000、7.964、2.417、2.406,相对百分误差分别都小于1%,应该说这两种阻抗算法,在理想条件下(不考虑信号通道的误差和干扰),计算精度和稳定性都很好
。
图6 Fig .6 Dyna mic characteristics of steady calculating i m pedance
在文中的电力系统模型中完成在不同条件下的
大量仿真试验后,可以得到图7所示的线路长度为10～200k m 时测量阻抗百分误差曲线。从图中可以看出,对于典型参数的架空线路,两种算法的误差都不大,对于典型参数的电缆线路,两种算法的误差都要大一些,如果线路长度在50k m 以内,则单π算法的误差会小于2%,RL 算法可能会大到5%,还可以接受。但是进一步地仿真线路长度小于10k m 时的故障,可以发现:当R -L 模型算法应用于电缆线路距离保护时,可能会有大到5km 的出口死区,其他情况下的死区则一般只有几百米。由于电缆线路一般距离不会很长,所以,从这一点来看,R -L 模型算法应用于电缆线路距离保护是不太适当的。
3 解微分方程算法稳定性分析
前文的分析都是在理想条件下进行的,没有考虑信号通道的误差和干扰的影响。继电保护装置安装在厂站现场,来自电力系统一次侧、周围环境以及自身内部部件间等电磁干扰非常严重,互感器的饱和畸变和数据采集误差也不可避免。因此,误差和
干扰对算法误差的影响亦即稳定性分析十分必要。
根据误差分析相关理论,系统中各个环节引起的各种误差(包括测量、计算及干扰等误差因素),都可以等效为测量的误差,因此,可以假定原始数据在某一点有一个小误差,通过观察测量阻抗的误差,判断阻抗算法的稳定性
。
图7 线路长度为10～200k m 时RL
及单π算法测量阻抗百分误差曲线
Fig .7 Percent err or waves of i m pedance with
10～200k m length air line or
cable
图8 电流某采样值有10%误差时的RL
及单π算法测量阻抗误差
Fig .8 Percent err or of i m pedance while a
current sa mp le with a 10%err or
图8所示的测量阻抗动态波形,是在故障电流
某采样点存在10%的误差时,引起的测量阻抗变化情况(其中,测量阻抗理想值为6.4Ω)。从图8中可以看出,在故障后电流某采样点存在10%的误差
5
1黄景光,等 基于Matlab 的计算机距离保护微分方程算法仿真与研究
时,造成的测量阻抗的相对误差非常大。对于π型算法来说,引起的最大相对误差达到1600%,对于RL型算法引起的最大相对误差达到724%,都远远超过输入数据的10%相对误差。
计算两种算法的条件数,竟然发现,对于故障后的电流电压数据,单π阻抗算法的条件数高达382837058,而RL阻抗算法的条件数也达到37066950。我们知道,算法的条件数在接近于1的时候,计算误差较小,如果一个计算的条件数太大,这个计算过程就是病态的,其计算误差可能会很大。这两种算法的条件数这么大的原因可能是:
1)计算阻抗的数据采样频率采用了每工频周期36点(相邻点间相位差为10°),即1800Hz,大大高于通常的600Hz,并且是逐点计算的,这可以提高计算精度、缩短时间窗,但同时也使得解微分方程算法系数矩阵行列间具有一定的相关性,也容易
造成求导时出现0
结果,这些都容易造成巨大的矩
阵条件数;
2)输电线路单位长度电阻、电感与对地电容相差数个数量级,关于电容的运算容易出现病态;
3)暂态电压电流含有大量高频分量,求导对于高频分量能够放大2πf倍,而算法中导数项都是电容项系数,这会加剧算法的条件数。
这样看来,这两个阻抗算法本身接近于或者说就是病态的,应该加以改进或补救。
4 结论
本文在仿真时,输电线路采用了不同的导线模型(电缆、架空导线、分裂导线),完成大量仿真试验,获得大量的数据,通过分析计算阻抗相对误差,得到这样的结论:
1)架空线路和分裂导线对地电容较小,往往可以忽略,采用RL阻抗算法时相对误差不大,可以适用;电缆线路由于分布电容较大,不能忽略,适合采用单π阻抗算法计算阻抗。
2)RL阻抗算法过渡过程较长,对于速动性要求过高的保护可能不太适应;单π阻抗算法过渡过程较短,但计算量很大,对微机系统的内存容量和处理能力要求较高。
3)RL阻抗算法如果应用于电缆线路,相间故障时死区较大,考虑到一般电缆线路的长度不大,可以认为:RL阻抗算法不适合应用于电缆线路。
4)RL阻抗算法和单π阻抗算法这两个阻抗算法本身是病态的,所以应该加以改进或补救。可采用各种硬件软件措施提高系统抗干扰的能力,减少误差,如:增加计算点间相角差(如增加到90°,可以使RL和单π阻抗算法的条件数分别下降到几百到1000之间),高精度的数据测量和采集、优良的硬件设计、良好的滤波器、数据修正与平滑技术、计算结果冗余技术及优化处理等等,最大限度地减少系统的干扰、提高计算精度、避免错误结果、防止错误动作,提高保护整体可靠性。
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收稿日期: 2005207218; 修回日期: 2005209219
作者简介:
黄景光(1968-),男,讲师,主要从事信号分析和电力系统继电保护研究;E2mail:huangjingguang@https://www.wendangku.net/doc/d85607857.html,
董兰兰(1983-),女,助理工程师,主要从事于信号分析和电力系统继电保护研究;
吕艳萍(1955-),女,教授,主要从事于电力系统继电保护及变电站综合自动化研究。
S i m ul a ti n g and study i n g d i fferen ti a l equa ti on a lgor ith m s of the d i g it a l
com puter d ist ance rel ay i n g protecti on ba sed on M a tl ab
HUANG J ing2guang1,DONG Lan2lan1,LüYan2p ing2
(1.China Three Gorges University,Yichang443002,China; 2.W uhan University,W uhan430072,China)
(下转第33页 continued on page33) 61继电器
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收稿日期: 2005207215; 修回日期: 2005208218作者简介:
纪 航(1982-),男,硕士研究生,研究方向为电力系统运行、分析与控制;E 2mail:dianli9993@s ohu .com
朱永利(1963-),男,博士,教授,博士生导师,研究方向为人工智能及应用、电力调度自动化系统。
Research of tran sfor m er cond iti on grad i n g ba sed on fuzzy syn thesis eva lua ti on
J I Hang,Z HU Yong 2li,G UO W ei
(School of Electrical Engineering,North China Electric Power University,Baoding 071003,China )
Abstract: Conditi on maintenance is the devel op ing directi on of the transfor mer maintenance strategy and t o exactly quantify and grade the transf or mer conditi on are the basic work of the conditi on maintenance .A t p resent,most of the existent methods are only qualitative analysis .S ome literatures put for ward a graded app r oach t o evaluate the conditi on of electric power equi pments by means of grading and weighting their conditi on inf or mati on,but the method is si m p le and lack of external p r oof .Based on the conditi ons,this paper puts f or 2ward a method that synthetically considering the transf or mer’s conditi on inf or mati on,and combining the grading with fuzzy synthesis e 2valuati on .Finally,the result of p ractical exa mp le verifies the accuracy and the p racticability of the p r oposed idea .Key words: conditi on grading; transf or mer; fuzzy synthesis evaluati on
(上接第16页 continued fr om page 16)
Abstract: This paper si m ulates a power system digital computer distance relaying p r otecti on with Matlab .T wo kinds of trans m issi on line model differential equati on algorith m s are app lied,the app licability t o the trans m issi on lines with different parameters is analyzed .Based the results of i m pedance calculati on considering the disturbance and err or,the paper studies the stabilities of the line i m pedance algorith m s .And s ome hel pful advices with the algorith m s in power syste m p r otecti on are br ought for ward .Key words: relay p r otecti on distance algorith m; si m ulati on; app licability; stability
3
3纪航,等 基于模糊综合评价的变压器状态评分方法研究
基于PSCAD4.2电力系统距离保护的仿真分析
基于PSCAD4.2电力系统距离保护的仿真分析 摘要:简要地介绍了PSCAD4.2软件及其工具箱，分析了输电线路距离保护的基本原理，并利用软件提供的工具箱搭建了距离保护仿真模型，设置了输电线路可能发生的接 地故障和相间故障，最终得出了不同故障类型下输电线路的电压、电流以及其他量 的变化规律的波形，从而实现了三段式距离保护的作用。仿真波形结果表明：利用 该软件建立的模型是能够准确反应距离保护的作用机理，即距离保护装置能够快速 响应故障信号并动作于断路器，实现输电线路的保护。 关键词: PSCAD4.2；距离保护；接地故障；仿真 Analysis of power system distance protection simulation based on PSCAD4.2 Abstract: Briefly introducing PSCAD4.2 software and its toolbox ,then analyzing the basic principle of the transmission line distance protection , and use the toolbox that the software provides to build a protection simulation model and set a ground fault and phase transmission line failures the system may occur, at last obtain the voltage, current and waveform variation of other different types of transmission line failures , enabling three- distances protection. Simulation waveform results showed that: using the model of the software is accurately able to establish the reaction mechanism of the distance protection , distance protection device can quickly respond to the circuit breaker failure signal and act on it to achieve protection of transmission lines . Key words: PSCAD4.2；Distance Protection；Ground Fault；Simulation 0 引言 电力系统保护中，输电线路的保护主要是距离保护，其不受运行方式的影响，继电保护性能得到提高，因而获得广泛的应用[1]。文献[2]过对继电器模块的搭建来得到对电力系统的继电保护，但如果保护原理发生变化则相应的继电器模块也会发生变化，保护模块的移植性不强。目前，虽然电力系统的保护已经进入微机自动化时[3]，但距离保护体系并不十分完善， 其中接地电阻对距离保护的影响表现突出，文献[4-6] 详述了采用自适应的方法来消除接地电阻对距离保护的影响。 PSCAD4.2是一种电力系统电磁暂态仿真软件，尤其在控制系统、无功补偿系统、高压直流输电以及继电保护系统等领域较为活跃，该软件主要对电力系统时域和频率等变量进行 仿真分析，其结果一般以简单易懂的图形界面输出，使得仿真过程清晰、准确而灵活[7-8]。 1 电力系统距离保护的原理 在电力系统继电保护中，距离保护扮演着重要的角色。它满足电力系统的选择性、灵敏性、可靠性以及能够快速切除故障，从而快速恢复电网的正常稳定运行。距离保护是反应于保护安装地点到故障发生处之间的距离(阻抗)，以此来根据阻抗的大小而整定动作时间的一 种保护装置[9]。为了满足选择性、速动性和灵敏性的要求，现在广泛采用的是三段式距离保护，其网络接线如图1。
通信原理基于matlab的计算机仿真_源代码
例错误！文档中没有指定样式的文字。-1 %周期信号（方波）的展开,fb_jinshi.m close all; clear all; N=100; %取展开式的项数为2N＋1项 T=1; fs=1/T; N_sample=128; %为了画出波形，设置每个周期的采样点数 dt = T/N_sample; t=0:dt:10*T-dt; n=-N:N; Fn = sinc(n/2).*exp(-j*n*pi/2); Fn(N+1)=0; ft = zeros(1,length(t)); for m=-N:N ft = ft + Fn(m+N+1)*exp(j*2*pi*m*fs*t); end plot(t,ft) 例错误！文档中没有指定样式的文字。-4 利用FFT计算信号的频谱并与信号的真实频谱的抽样比较。 脚本文件T2F.m定义了函数T2F，计算信号的傅立叶变换。 function [f,sf]= T2F(t,st) %This is a function using the FFT function to calculate a signal's Fourier %Translation %Input is the time and the signal vectors,the length of time must greater %than 2 %Output is the frequency and the signal spectrum dt = t(2)-t(1); T=t(end); df = 1/T; N = length(st); f=-N/2*df:df:N/2*df-df; sf = fft(st); sf = T/N*fftshift(sf); 脚本文件F2T.m定义了函数F2T，计算信号的反傅立叶变换。 function [t st]=F2T(f,sf) %This function calculate the time signal using ifft function for the input %signal's spectrum
神经网络学习算法matlab仿真(借鉴参照)
东南大学自动化学院 智能控制概论 神经网络学习算法研究 学院： 姓名： 学号： 日期：
目录 1 任务要求叙述 ..................................................... 错误！未定义书签。 2 系统分析及设计原理 ......................................... 错误！未定义书签。 3 设计实现.............................................................. 错误！未定义书签。4仿真验证.. (6) 5 讨论与分析.......................................................... 错误！未定义书签。
一．任务要求叙述 （1）任务 (a) 运行算法，观察和分析现有学习算法的性能； clear all;close all; nu=20;pi=3.1415926; for i=1:nu p(i)=2*pi*i/nu; t(i)=0.5*(1+cos(p(i))); end minmax=[min(p(:)) max(p(:))] net = newff([ 0 7],[6 1],{'logsig' 'purelin'},'traingd');% traingd traingdm trainlm net.trainParam.epochs = 10000; net.trainParam.goal = 0.0001; net.trainParam.show=200; net.trainParam.lr=0.1; net.trainParam.mc=0.6; %0.9 default value; available for momentum net = train(net,p,t); y1 = sim(net,p); figure(2); plot(p,t,'*-',p,y1,'r--') %************** test data ****************** nu2=nu*3/2; for i=1:(nu2) p2(i)=2*pi*i/(nu2); t2(i)=0.5*(1+cos(p2(i))); end y2 = sim(net,p2); figure(3); plot(t2,'*-');hold on; plot(y2,'r'); xlabel('times');ylabel('outputs'); figure(4); plot(t2-y2); xlabel('times');ylabel('error'); (b) 为了进一步提高学习逼近效果，可以采取那些措施，调节规律如何？根据所提的每种措施，修改算法程序，给出仿真效果验证、过程以及相应的曲线图，给出适当的评述；(c) 联系、结合前向神经网络的算法样本学习、测试等过程，谈谈本人对神经网络系统的一些认识和看法。
通信原理基于matlab的计算机仿真资料
例1-1 %周期信号（方波）的展开,fb_jinshi.m close all; clear all; N=100; %取展开式的项数为2N＋1项 T=1; fs=1/T; N_sample=128; %为了画出波形，设置每个周期的采样点数 dt = T/N_sample; t=0:dt:10*T-dt; n=-N:N; Fn = sinc(n/2).*exp(-j*n*pi/2); Fn(N+1)=0; ft = zeros(1,length(t)); for m=-N:N ft = ft + Fn(m+N+1)*exp(j*2*pi*m*fs*t); end plot(t,ft) 例1-2 利用FFT计算信号的频谱并与信号的真实频谱的抽样比较。 脚本文件T2F.m定义了函数T2F，计算信号的傅立叶变换。 function [f,sf]= T2F(t,st) %This is a function using the FFT function to calculate a signal's Fourier %Translation %Input is the time and the signal vectors,the length of time must greater %than 2 %Output is the frequency and the signal spectrum dt = t(2)-t(1); T=t(end); df = 1/T; N = length(st); f=-N/2*df:df:N/2*df-df; sf = fft(st); sf = T/N*fftshift(sf); 脚本文件F2T.m定义了函数F2T，计算信号的反傅立叶变换。 function [t st]=F2T(f,sf) %This function calculate the time signal using ifft function for the input %signal's spectrum
用Matlab解微分方程
用Matlab 软件求解微分方程 1．解析解 （1）一阶微分方程 求21y dx dy +=的通解：dsolve('Dy=1+y^2','x') 求y x dx dy -+=21的通解：dsolve('Dy=1+x^2-y','x') 求?????=+=1 )0(12y y dx dy 的特解：dsolve('Dy=1+y^2',’y(0)=1’,'x') （2）高阶微分方程 求解???-='==-+'+''. 2)2(,2)2(,0)(222πππy y y n x y x y x 其中，21=n ，命令为： dsolve('x^2*D2y+x*Dy+(x^2-0.5^2)*y=0','y(pi/2)=2,Dy(pi/2)=-2/pi','x') 求042=-+'-'''x y y y 的通解，命令为： dsolve('D3y-2*Dy+y-4*x=0','x') 输出为： ans=8+4*x+C1*exp(x)+C2*exp(-1/2*(5^(1/2)+1)*x)+C3*exp(1/2*(5^(1/2)-1)*x) （3）一阶微分方程组 求???+-='+='). (3)(4)(),(4)(3)(x g x f x g x g x f x f 的通解：[f,g]=dsolve('Df=3*f+4*g','Dg=-4*f+3*g','x') 输出为： f =exp(3*x)*(cos(4*x)*C1+sin(4*x)*C2) g =-exp(3*x)*(sin(4*x)*C1-cos(4*x)*C2) 若再加上初始条件1)0(,0)0(==g f ，则求特解： [f,g]=dsolve('Df=3*f+4*g','Dg=-4*f+3*g','f(0)=0,g(0)=1','x') 输出为： f =exp(3*x)*sin(4*x) g =exp(3*x)*cos(4*x) 2．数值解 （1）一阶微分方程
距离保护PSCAD仿真
第三章距离保护仿真构建 3.1一次系统模型 本次距离保护模型采用双电源供电的长距离输电线路配备主保护是距离保护，双侧电源均采用 R-L-C中性点接地的230kV，50Hz的电源，其部电阻9.186Ω，电抗是138mH。通过万用表确定电压电流信号，加断路器B1配置距离保护通过长距离输电线路与另一侧相接，在线路中加上故障。 系统模型 加上三相故障数字控制器不同的数字对应不同的故障。0表示没故障，1表示A相接地故障，2表示B相接地故障,3表示C相接地故障，4表示AB两相接地故障，5表示AC两相接地故障，6表示BC两相接地故障,7表示ABC三相接地故障，8表示AB两相相间短路故障，9表示AC两相相间短路故障,10表示BC两相相间短路故障,11表示ABC三相相间短路故障。对应的数字转换开关有1-6个数，每个数对应一个故障状态数字 3.1.1电源模型 这个组件模型一个三相交流电压源,源阻抗可以指定为理想(即无限总线)。这个源可能是控 制通过固定、部参数或变量的外部信号。本次模型定义为采用R-L-C中性点接地的230kV，50Hz的首段电源，其部电阻9.186Ω，电抗是138mH。双击电源模型选项一：配置选项，可以确定电源名称source1，电源阻抗类型R-L-C，中性点是否接地YES，模型显示单线路。
选项二：信号参数，可以确定是否有外控电压NO，外控频率NO，电压230kV，电压启动时间0.05s，频率50Hz，相移0。 选项三：终端条件可以不用设置。选项四：电阻设定无。选项五：阻抗R/R-L设定无。选项六： 阻抗R-L-C设定9.186ohm，138mH，0uF。
电力电子技术MatLab仿真
本文前言 MA TLAB的简介 MATLAB是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年退出3.X（DOS）版本，19992年推出4.X（Windows）版本；19997年腿5.1（Windows）版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0（R12）试用版，并于2001年初推出了正式版。随着版本的升级，内容不断扩充，功能更加强大。近几年来，Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。 MATLAB是“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。在MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。MATLAB强大而简易的做图功能，能根据输入数据自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系（极坐标系、对数坐标系等），讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同的颜色、线形、视角等。如果数据齐全，MATLAB通常只需要一条命令即可做图，功能丰富，可扩展性强。MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分，基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风，可以满足大学理工科学生的计算需要，扩展部分称为工具箱，它实际上使用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的问题，或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱，并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。MATLAB语言的难点是函数较多，仅基本部分就有七百多个，其中常用的有二三百个。 MATLAB在国内外的大学中，特别是数值计算应用最广的电气信息类学科中，已成为每个学生都应该掌握的工具。MATLAB大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。
Matlab求解微分方程(组)及偏微分方程(组)
第四讲Matlab求解微分方程(组) 理论介绍:Matlab求解微分方程(组)命令 求解实例:Matlab求解微分方程(组)实例 实际应用问题通过数学建模所归纳得到得方程,绝大多数都就是微分方程,真正能得到代数方程得机会很少、另一方面,能够求解得微分方程也就是十分有限得,特别就是高阶方程与偏微分方程(组)、这就要求我们必须研究微分方程(组)得解法:解析解法与数值解法、 一.相关函数、命令及简介 1、在Matlab中,用大写字母D表示导数,Dy表示y关于自变量得一阶导数,D2y 表示y关于自变量得二阶导数,依此类推、函数dsolve用来解决常微分方程(组)得求解问题,调用格式为: X=dsolve(‘eqn1’,’eqn2’,…) 函数dsolve用来解符号常微分方程、方程组,如果没有初始条件,则求出通解,如果有初始条件,则求出特解、 注意,系统缺省得自变量为t 2、函数dsolve求解得就是常微分方程得精确解法,也称为常微分方程得符号解、但就是,有大量得常微分方程虽然从理论上讲,其解就是存在得,但我们却无法求出其解析解,此时,我们需要寻求方程得数值解,在求常微分方程数值解方 面,MATLAB具有丰富得函数,我们将其统称为solver,其一般格式为: [T,Y]=solver(odefun,tspan,y0) 说明:(1)solver为命令ode45、ode23、ode113、ode15s、ode23s、ode23t、ode23tb、ode15i之一、 (2)odefun就是显示微分方程在积分区间tspan上从到用初始条件求解、 (3)如果要获得微分方程问题在其她指定时间点上得解,则令tspan(要求就是单调得)、 (4)因为没有一种算法可以有效得解决所有得ODE问题,为此,Matlab提供了多种求解器solver,对于不同得ODE问题,采用不同得solver、 表1 Matlab中文本文件读写函数
基于MATLAB的距离保护仿真
基于MATLAB的距离保护仿真 摘要：本文阐述了如何利用Matlab中的Simulink及SPS工具箱建立线路的距离保护仿真模型，并用S函数编制相间距离保护和接地距离保护算法程序，构建相应的保护模块，实现了三段式距离保护。仿真结果表明，所建立的三段式距离保护模型能够正确反应在保护区内的不同类型的短路故障并发出动作信号使断路器跳闸实现输电线路的保护功能。 关键词：Matlab；S函数；仿真；距离保护 Distance protection simulation based on Matlab ABSTRACT:This paper established a distance protection simulation model of transmission line by using Simulink and SimPowerSystem toolbox in Matlab. We programed the distance protection of phase faults and earth faults by using S-Fuction and created relevant protection models to build distance protection. The simulation results show that the three-stage distance protection model we created can response to all kinds of faults within protection zones correctly and send correct signal to the breaker of the line. KEY WORDS：Matlab; S-Function; Simulink; distance protection 0 引言 Matlab软件中的SimPowerSystem工具箱是基于Simulink发展起来的电力系统仿真工具箱，里面有许多可用于电力系统仿真的元件模块库，这些模块以图形的形式表示电力系统设备的数学模型。用户可以通过搭积木的方式建立所需仿真模型，可以设计并封装自己所需的模块，也可以用S函数将程序与Simulink解法器进行交互实现用程序控制电力系统模型的功能，最后还可以将仿真结果导入Matlab工作空间以分析仿真结果。其灵活性、方便性及实时准确性为电力系统的仿真验证提供了平台，极大地方便了电力系统的分析设计。 本文通过Simulink及SPS建立了输电线路的三段式距离保护仿真模型，用S函数编写相间距离保护和接地距离保护程序，设置了三段式距离保护作为本线路全长的主保护以及下级线路的后备保护。仿真模型能够直观动态地观察故障后保护模块内部的动作情况，从而实现对继电保护动作效果的检验。这种方法容易推广到其它保护中，尤其是实现新保护原理的仿真，具有一定的推广价值。 1 仿真模型的建立 考虑具有两级线路的单端电源110kV单回线输电线路系统，如图1所示。距离保护安装在线路AB的断路器处，作为本线路AB的主保护以及下级线路BC的后备保护。 . 负荷 2 1 图1 单端电源电力系统 系统的各个元件参数为：电压源的线电压10.5kV，内阻Zg=0.001+j0.0157Ω；变压器容量31.5MV A，Yg-d11接线，折算到高压侧的阻抗Z T=1.86+j18.6Ω；两级线路长度均为100km，线路的正序阻抗z1=(0.05+j0.3)Ω/km，零序阻抗z0=(0.04+j1.2) Ω/km ；负荷容量S LD=1.2+j0.9MV A。 在Matlab/Simulink中建立仿真模型，如图2所示。保护模块已经封装成子系统，其输入数据为断路器处的电压电流测量值，其输出信号送至断路器的控制端，以控制断路器的开合状态（信号0表示跳闸，信号1表示合闸，断路器初始状态为合闸）。用故障模块设置短路类型以及故障发生的时间（t=0.03s）。通过改变故障点两侧线路的长度来改变故障点的位置，但两侧线路的长度之和始终保持200km不变。仿真起止时间为0~0.2s，采用变步长、ode23t算法进行仿真。所有模块的频率均为50Hz。 图2 距离保护仿真模型 2 保护模块的构建 2.1 距离保护原理
MATLAB计算机仿真设计
《计算机仿真技术》 课程设计 姓名： 学号： 班级： 1 专业： 学院： 2016年12月24日
目录 一、设计目的 (1) 二、设计任务 (1) 三、具体要求 (1) 四、设计原理概述 (1) 五、设计内容 (2) 六、设计方案及分析 (2) 1、观察原系统性能指标 (2) 2、手动计算设计 (6) 3、校正方案确定 (8) 七、课程设计总结 (14)
模拟随动控制系统的串联校正设计 一、设计目的 1、通过课程设计熟悉频域法分析系统的方法原理。 2、通过课程设计掌握滞后-超前校正作用与原理。 3、通过在实际电路中校正设计的运用，理解系统校正在实际中的意义。 二、设计任务 控制系统为单位负反馈系统，开环传递函数为) 1025.0)(11.0()(G ++=s s s K s ,设计校正装置，使系统满足下列性能指标：开环增益100K ≥；超调量30%p σ<； 调节时间ts<0.5s 。 三、具体要求 1、使用MATLAB 进行系统仿真分析与设计，并给出系统校正前后的 MATLAB 仿真结果，同时使用Simulink 仿真验证； 2、使用EDA 工具EWB 搭建系统的模拟实现电路，分别演示并验证校正前 和校正后的效果。 四、设计原理概述 校正方式的选择：按照校正装置在系统中的链接方式，控制系统校正方式分 为串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正4种。串联校正是最常用的一种校 正方式，这种方式经济，且设计简单，易于实现，在实际应用中多采用这种校正 方式。串联校正方式是校正器与受控对象进行串联链接的。本设计按照要求将采 用串联校正方式进行校正。 校正方法的选择：根据控制系统的性能指标表达方式可以进行校正方法的确 定。本设计要求以频域指标的形式给出，因此采用基于Bode 图的频域法进行校 正。 几种串联校正简述：串联校正可分为串联超前校正、串联滞后校正和滞后- 超前校正等。 超前校正的目的是改善系统的动态性能，实现在系统静态性能不受损的前提
人工鱼群算法的仿真程序-matlab
tic figure(1);hold on ezplot('x*sin(10*pi*x)+2',[-1,2]); %% 参数设置 fishnum=50; %生成50只人工鱼 MAXGEN=50; %最多迭代次数 try_number=100;%最多试探次数 visual=1; %感知距离 delta=0.618; %拥挤度因子 step=0.1; %步长 %% 初始化鱼群 lb_ub=[-1,2,1]; X=AF_init(fishnum,lb_ub); LBUB=[]; fori=1:size(lb_ub,1) LBUB=[LBUB;repmat(lb_ub(i,1:2),lb_ub(i,3),1)]; end gen=1; BestY=-1*ones(1,MAXGEN); %每步中最优的函数值 BestX=-1*ones(1,MAXGEN); %每步中最优的自变量 besty=-100; %最优函数值 Y=AF_foodconsistence(X); while gen<=MAXGEN fprintf(1,'%d\n',gen) fori=1:fishnum %% 聚群行为 [Xi1,Yi1]=AF_swarm(X,i,visual,step,delta,try_number,LBUB,Y); %% 追尾行为 [Xi2,Yi2]=AF_follow(X,i,visual,step,delta,try_number,LBUB,Y); if Yi1>Yi2 X(:,i)=Xi1; Y(1,i)=Yi1; else X(:,i)=Xi2; Y(1,i)=Yi2; end end [Ymax,index]=max(Y); figure(1); plot(X(1,index),Ymax,'.','color',[gen/MAXGEN,0,0]) ifYmax>besty besty=Ymax; bestx=X(:,index); BestY(gen)=Ymax;
计算机仿真实验报告 MATLAB
注：以下所有程序均在MATLAB7.0下运行通过。 实验一MATLAB语言编程 一、实验目的： 熟悉MATLAB语言及其环境，掌握编程方法。 要求认真听取实验指导老师讲解与演示。 二、具体实验内容、步骤、要求： 1.运行交互式学习软件，学习MATLAB语言 2.在MATLAB的命令窗口下键入如下命令： INTRO (注意：intro为一个用MATLAB语言编写的幻灯片程序，主要演示常用的MATLAB语句运行的结果。) 然后，根据显示出来的幻灯片右图按钮进行操作，可按START→NEXT→NEXT按钮一步步运行，观察。 3.自编程序并完成上机编辑，调试，运行，存盘： （1）、用MATLAB命令完成矩阵的各种运算。 例如： 求出下列运算结果，并上机验证。 （1）A(:,1) %取矩阵A的第一列元素 ans = 11 21 31 41 （2）A(2,:) %取矩阵A的第二行元素 ans = 21 22 23 24 （3）A(1:2,2:3) %取矩阵A第一二行第二三列的元素 ans = 12 13 22 23 （4）A(2:3,2:3) %取矩阵A第二三行第二三列的元素 ans = 22 23 32 33 （5）A(:,1:2) %取矩阵A第一列与第二列元素 ans = 11 12 21 22 31 32
41 42 （6）A(2:3) %取矩阵A第二行与第三行的首列元素 ans = 21 31 （7）A(:) %将矩阵A的所有元素按一列排列 ans = 11 21 31 41 12 22 32 42 13 23 33 43 14 24 34 44 （8）A(:,:) %显示矩阵A ans = 11 12 13 14 21 22 23 24 31 32 33 34 41 42 43 44 （9）ones(2,2) %建立一个两行两列的全1矩阵 ans = 1 1 1 1 （10）eye(2) %建立一个二维的单位矩阵 ans = 1 0 0 1 （2）、绘制数学函数的图形： 例如：，理解数组运算与矩阵运算的功能。MATLAB程序如下： t=0:0.1:8; %建立向量t y=1-2*exp(-t.*sin(t)); %计算向量t的函数向量y plot(t,y); %利用plot命令绘图
各种BP学习算法MATLAB仿真
3.3.2 各种BP学习算法MATLAB仿真 根据上面一节对BP神经网络的MATLAB设计，可以得出下面的通用的MATLAB程序段，由于各种BP学习算法采用了不同的学习函数，所以只需要更改学习函数即可。 MATLAB程序段如下： x=-4:0.01:4; y1=sin((1/2)*pi*x)+sin(pi*x); %trainlm函数可以选择替换 net=newff(minmax(x),[1,15,1],{'tansig','tansig','purelin'},'trainlm'); net.trainparam.epochs=2000; net.trainparam.goal=0.00001; net=train(net,x,y1); y2=sim(net,x); err=y2-y1; res=norm(err); %暂停，按任意键继续 Pause %绘图，原图（蓝色光滑线）和仿真效果图（红色+号点线） plot(x,y1); hold on plot(x,y2,'r+'); 注意：由于各种不确定因素，可能对网络训练有不同程度的影响，产生不同的效果。如图3-8。 标准BP算法（traingd）
图3-8 标准BP算法的训练过程以及结果（原图蓝色线，仿真图+号线）增加动量法(traingdm) 如图3-9。 图3-9 增加动量法的训练过程以及结果（原图蓝色线，仿真图+号线）弹性BP算法（trainrp）如图3-10 图3-10 弹性BP算法的训练过程以及结果（原图蓝色线，仿真图+号线）
动量及自适应学习速率法（traingdx）如图3-11。 图3-11 动量及自适应学习速率法的训练过程以及结果（原图蓝色线，仿真图+号线）共轭梯度法(traincgf)如图3-12。
某输电线路距离保护设计方案
某输电线路距离保护设计方案 1.1输电线路距离保护概述 输电线路距离保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护范围将缩短，灵敏度降低；而距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护范围稳定，常用于线路保护 电力系统稳定运行主要有符合要求电网结构、系统运行方式和电力系统继电保护来保证。高压及以上等级电网中，继电装置可靠性和速动性有双重主保护来保证，其选择性和灵敏性主要由相间接地故障后被保护延时段来保证。距离保护是以距离测量元件为基础构成保护装置，称阻抗保护。系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流负载电流，发生短路故障时，电压降低、电流增大。因此，电压和电流比，正常状态和故障状态有很大变化。由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映保护安装处到短路点距离。所以按照距离远近来确定保护动作时间，这样就能有选择地切除故障。 当前微计算机硬件的更新和网络化发展在计算机控制领域。单片机与DSP芯片二者技术上的融合，主要体现在运算能力的提高及嵌入式网络通信芯片的出现和应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便。高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。硬件技术的不断更新和微机保护设计网络化，将为距离保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性，使装置真正具有了局部或整体升级的可能。 1.2本文研究内容 本次课程设计的主要是输电线路的距离保护。计算和分析主要内容是计算保护1距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定值和灵敏度，计算灵敏度同时要注意每个保护的动作时间要精确，上述工作完成后接下来对设计提出的系统震荡和短路过渡电阻对系统的影响进行相应的计算分析，并确定距离保护的范围，并分析系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。后用MATLAB仿真，验证计算的正确性。
基于Matlab的空间滤波实验的计算机仿真.
35 基于Matlab 的空间滤波实验的计算机仿真 张奇辉,王洪,蓝发超 (华南理工大学物理科学与技术学院,广东广州 510640 摘要:利用阿贝-波特实验装置和空间滤波系统,从改变频谱入手改造一幅光学图形进行光学信息处理。在 此基础上,通过Matlab 环境编写程序完成阿贝-波特实验的物理模型的构建并进行计算机模拟实验。 关键词:计算机模拟;Matlab ;空间滤波 中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1003-7551(200801-0035-04 1 引言 在工程设计领域中,人们通过对研究对象建立模型,用计算机程序实现系统的运行和得到运行结果,寻找出最优方案,然后再予以物理实现,这就是计算机仿真科学。在计算机日益普及的今天,计算机仿真技术作为虚拟实验手段已经成为计算机应用的一个重要分支。它是继理论分析和实物实验之后,认识客观规律性的新型手段。作为科学计算软件,Matlab 的特点是使用方便、输入便捷、运算功能齐全,而且有大量的函数可供使用。因此本文提出基于Matlab 软件,通过在频谱面上设置滤波器对空间频谱的处理,实现对阿贝-波特 实验装置和空间滤波系统的模拟。为了实现仿真实验操作的方便,本文设计出了图形用户可操作界面(GUI 。 2 空间滤波原理
根据阿贝成像原理,相干光学成像过程可分为两步:第一步称为分频过程,即从物平面到光源的共轭像平面或曰频谱面,由输入的物作为衍射屏对照射光波产生夫琅和费衍射;第二步称为合频或频谱综合过程,即从频谱面到输入物的共轭像平面,被分解的频谱成分经进一步的衍射后再次叠加形成输入物的共轭像。按照傅里叶变换理论,两步成像过程实际上是光学系统对携带输入物信息的二维光场的复振幅分布进行的两次傅里叶变换过程。 以图1所示4f 成像系统为例,此时输入平面O(即物平面位于透镜1L 的前焦平面,输出平面I(即像平面位于透镜1L 的后焦平面。透镜1L 和2L 分别起分频(傅里叶变换和合频(逆傅里叶变换作用。设输入图像的复振幅分布为,(y x g ,透镜1L 后焦平面T(即频谱面上的复振幅分布为,(ηξG ,按照傅里叶光学理论,当1L 的孔径无限大时,函数,(ηξG 即等于,(y x g 的傅里叶变换,而,(y x g 为,(ηξG 的傅里叶逆变换,即 (,(,exp i2(d d x y x y G f f g x y f x f y x y π∞ ?∞ ??=?+??∫∫(1 (,(,exp[i2(]d d g x y G x y ξηπμνμν∞∞ ?∞?∞=+∫∫ (2 其中/f μξλ=,/f νηλ=,表示光场(,G ξη的空间频率。设(','g x y 为透镜2L 后焦平面I(输出平面上的复振幅分布,同样,当2L 的孔径无限大时,(','g x y 就等于的傅里叶变换: (','(,exp[i2('']d d g x y G x y ξηπμνμν∞∞?∞?∞= +∫∫ (3 可以得 (','(,g x y g x y ∝?? (4 即输出图像是输入图像的倒置,且在几何上相似。
基于EMTP的数字式距离保护仿真教学
第28卷 第5期2006年10月 电气电子教学学报 JO U RN A L O F EEE Vol.28 No.5 Oct.2006 基于EMTP的数字式距离保护仿真教学 屈桂银,刘建华,苏 盛,曾祥君 (长沙理工大学 电气与信息工程学院,湖南长沙410077)y 摘 要:针对教学需要,为促进学生对继电保护系统尽早形成整体认识,并深入了解数字式继电保护的各个实现细节,提出了一种在EM T P电磁暂态仿真软件基础上编制自定义模块实现简化的线路距离保护教学系统。该自定义模块在EM TP故障仿真的过程中与EM TP仿真软件以闭环方式进行交互,对数字式继电保护的各实现环节进行了仿真建模。文末对相间短路故障和单相接地故障进行了仿真分析。 关键词:G642 4EM T P;数字式距离保护;仿真 中图分类号:G642 4 文献标识码:A 文章编号:1008-0686(2006)05-0101-05 Educational Use of EMTP for the S tudy of a Distance Relaying of Transmission Lines QU Gui yin,LIU Jian hua,SU Sheng,ZENG Xian gjun (Colle ge of E lec tr ica l Eng ine ering,Chang sha Univ er sity of Scienc e and Tec hnology,Chang sha410077,China) Abstract:In order to enhance understanding o f the basic co ncepts of distance relaying of underg raduate students w ho are new to the subject o f pow er system protective relay ing.This paper pro poses an EM TP based integr ated simulatio n sy stem to provide systematic relaying co ncepts by mo deling a digital relaying system using self defined model functio ns in a closed loop manner.Various elements of dig ital distance re lay ing are org anized to g enerate a systematic approach to modeling the actual hardw ar e of dig ital relaying system s.Case studies relating to the most commo nly encountered single phase to gro und fault and phase to phase fault are presented and various fault distances and fault inception ang les are considered. Keywords:EM TP;distance protection;sim ulation 0 引言 继电保护系统的作用是在电网发生故障时根据异常信号检测、定位并隔离故障点,以确保电力系统的安全稳定运行和主设备安全。随着电网的互联和远距离输电的兴起,传统的模拟保护系统在性能上越来越难以达到现代电网的保护要求,而数字式的微机保护系统则成为继电保护的主流。在开发微机保护系统时,可以先利用电磁暂态仿真软件EMT P 对电网的各种故障和继电保护装置的保护逻辑进行模拟仿真测试。 为了促进电气专业学生对数字式继电保护系统的整体及各实现环节的深入认识,作为电气与信息工程学院电气工程专业教学环节创新的一部分,本文在EMT P电磁暂态仿真软件的基础上编制了自定义模块,对数字式继电保护的低通滤波、直流滤波及基频分量求取等实现环节进行了建模,并对单相接地短路及相间短路故障进行了仿真分析。由于学生可以形象地看到仿真过程中继电保护每一实现环节对继电保护系统性能的影响,因此该仿真系统对促进学生理解数字式继电保护的工作原理具有积极的作用。 y收稿日期:2006-06-26;修回日期:2006-07-14 第一作者:屈桂银(1954-),男,湖南石门人,大专,实验师,主要从事电气实验教学及电力系统模拟仿真研究。
自适应滤波器MATLAB仿真
自适应滤波器 MATLAB仿真 摘要 : 本文介绍了自适应滤波器的工作原理，以及推导了著名的LMS( Least mean squares )算法。以一个例子演示了自适应滤波器的滤波效果。实验结果表明，该滤波器滤波效果较好。 关键词:自适应滤波器 MATLAB7.0 LMS 算法 Simulate of adaptive filter based on MATLAB7.0 Abstract: This article described the working principle of adaptive filter and deduced the well-known LMS algorithm. Take an example to demonstrate the adaptive filters filtering effects. The results show that the filter has an effective way to filter single. Key words: LMS algorithm Adaptive Filter Matlab7.0 1引言 由 Widrow B 等提出的自适应滤波理论，是在维纳滤波、卡尔曼滤波等线性滤波基础上发展起来的一种最佳滤波方法。由于它具有更强的适应性和更优的滤波性能，从而广泛应用于通信、系统辨识、回波消除、自适应谱线增强、自适应信道均衡、语音线性预测和自适应天线阵等诸多领域[1]。自适应滤波器最大的优点在于不需要知道信号和噪声的统计特性的先验知识就可以实现信号的最佳滤波处理。本文通过一个具体例子和结果论证了自适应滤波器的滤波效果。 2自适应滤波原理及 LMS算法 2.1 自适应滤波原理 图 1 自适应滤波原理图 在自适应滤波器中，参数可调的数字滤波器一般为 FIR 数字滤波器， IIR 数字滤波器或格型数字滤波器。自适应滤波分 2 个过程。第一，输入信号想 x(n) 通过参数可调的数字滤波器后得输出信号 y(n) ，y(n) 与参考信号 d(n) 进行比较得误差信号 e(n) ；第二，通过一种自适应算法和 x(n) 和 e(n) 的值来调节参数可调的数字滤波器的参数，即加权系