基于MATLAB的IIR滤波器设计与实现.doc
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1、基于MATLAB的IIR滤波器设计与实现由于电力系统中非线性电子元件的大量使用,使得谐波污染问题日益严重,当谐波含量超过一定限度时就可能对电网和用户造成极大的危害,且增加线路损耗,降低线路传输能力,干扰通信信号等。因此,应该积极寻找一种治理谐波污染的有效手段。目前有源电力滤波器(APF)是治理电网谐波污染的一种有效手段,APF的补偿原理是实时产生一个与系统中的无功和谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流,用以抵消非线性负载产生的无功和谐波电流,使流入电网的电流全是有功分量,因此无功和谐波电流的实时检测就成为实时补偿的关键。而谐波及无功电流的检测实质就是低通滤波器的设计。本文利用MATLAB中的F
2、DAtool实现了对数字低通滤波器模型的快速设计,并采用VHDL语言在FPGA上实现。1 低通滤波器的选择滤波器有模拟滤波器和数字滤波器两种。这里选用数字滤波器,因为它相对于模拟滤波器更容易进行滤波代数运算,而且它不会像模拟滤波器那样随时间、温度、电压漂移,还有就是它能实现近似理想的响应和线性相位,所以能更好地达到谐波检测的实时性和准确性的要求。数字滤波器有无限冲激响应(IIR)系统和有限冲激响应(FIR)系统两种。虽然FIR滤波器相对于IIR滤波器可以得到严格的线性相位,但在相同技术指标下,IIR滤波器由于存在输出对输入的反馈,因而可用大约11015FIR滤波器的阶数来满足指标的要求,从而使
3、得所用空间少,运算次数少,实时性强。由于谐波检测环节对相位要求不高,而对计算速度要求极高,因此选择IIR滤波器作为研究的对象。2 利用MATLAB设计IIR滤波器目前数字滤波器的设计有许多现成的高级语言设计程序,但他们都存在设计效率较低,不具有可视图形,不便于修改参数等缺点,而Matlab为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的工具。它以矩阵运算为基础,把计算、可视化、程序设计融合到了一个交互式的工作环境中。尤其是Matlab工具箱使各个领域的研究人员可以直观而方便地进行科学研究与工程应用。其中的信号处理工具箱、图像处理工具箱、小波工具箱等更是为数字滤波研究的蓬勃发展提供了可能。21
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- 基于 MATLAB IIR 滤波器 设计 实现
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