Токи были странными из-за неправильного определения перехода через ноль и преждевременного открытия тиристоров. Добавлен полосовой фильтр на напряжения, чтобы коммутации тиристоров не смещали переход через ноль

А также: - общий rms ток считается через сумму rms фаз, а не по векторам - в установку угла добавлен аргумент коррекции - пока только смщеение между фазными и линейными. Фильтр практически не смещает, но еще посмотрим - коэф пид приведены к диапзону 0-1 - ПИД надо еще донастраивать. не нравится пока как он работает И еще не были проверены тайминги. Мб это не будет успевать рассчитываться)))
2025-12-06 18:14:56 +03:00
parent 1690cdcb93
commit 9234b4508b
16 changed files with 792 additions and 330 deletions
--- a/СЭД)/CALC/calc_biquad.m
+++ b/СЭД)/CALC/calc_biquad.m
@@ -2,10 +2,11 @@
 clear all; close all; clc;

 %% Параметры моделирования
-Fs = 100000;              % Частота дискретизации [Гц]
+Fs = 1/25e-6;              % Частота дискретизации [Гц]
 T = 0.5;                  % Время моделирования [с]
 t = 0:1/Fs:T-1/Fs;      % Временной вектор
 N = length(t);          % Количество отсчетов
+Fsrez = 50;

 %% Уровни шума для разных каналов
 noise_levels.voltage = 0.2;    % 2% шума для напряжений
@@ -17,28 +18,28 @@ fprintf('=== АВТОМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТО

 % 1. Полосовой фильтр 45-55 Гц для напряжений
 % [b_bpf, a_bpf, coeffs_bpf] = BiquadFilterDesigner.bpf(20, 10, Fs);
-[b_bpf, a_bpf, coeffs_bpf] = BiquadFilterDesigner.lpf(100, Fs);
+[b_bpf, a_bpf, coeffs_bpf] = BiquadFilterDesigner.lpf(Fsrez, Fs);
 fprintf('1. Полосовой фильтр 45-55 Гц:\n');
 BiquadFilterDesigner.generate_c_code(coeffs_bpf, 'voltage_bpf');

 % 2. ФНЧ 100 Гц для токов
-[b_lpf_current, a_lpf_current, coeffs_lpf_current] = BiquadFilterDesigner.lpf(100, Fs);
+[b_lpf_current, a_lpf_current, coeffs_lpf_current] = BiquadFilterDesigner.lpf(Fsrez, Fs);
 fprintf('2. ФНЧ 100 Гц (токи):\n');
 BiquadFilterDesigner.generate_c_code(coeffs_lpf_current, 'current_lpf');
-
-% 3. ФНЧ 10 Гц для температур
-[b_lpf_temp, a_lpf_temp, coeffs_lpf_temp] = BiquadFilterDesigner.lpf(10, Fs);
-fprintf('3. ФНЧ 10 Гц (температуры):\n');
-BiquadFilterDesigner.generate_c_code(coeffs_lpf_temp, 'temperature_lpf');
+% 
+% % 3. ФНЧ 10 Гц для температур
+% [b_lpf_temp, a_lpf_temp, coeffs_lpf_temp] = BiquadFilterDesigner.lpf(10, Fs);
+% fprintf('3. ФНЧ 10 Гц (температуры):\n');
+% BiquadFilterDesigner.generate_c_code(coeffs_lpf_temp, 'temperature_lpf');

 % Вывод коэффициентов в консоль
 fprintf('\n=== РАСЧЕТНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ===\n');
 fprintf('Напряжение (BPF 45-55 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n', ...
        b_bpf, a_bpf(2), a_bpf(3));
-fprintf('Ток (LPF 100 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n', ...
-        b_lpf_current, a_lpf_current(2), a_lpf_current(3));
-fprintf('Температура (LPF 10 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n\n', ...
-        b_lpf_temp, a_lpf_temp(2), a_lpf_temp(3));
+% fprintf('Ток (LPF 100 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n', ...
+%         b_lpf_current, a_lpf_current(2), a_lpf_current(3));
+% fprintf('Температура (LPF 10 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n\n', ...
+%         b_lpf_temp, a_lpf_temp(2), a_lpf_temp(3));

 %% Генерация тестовых сигналов

@@ -53,25 +54,25 @@ f_current = 50;
 current_clean = 1 * sin(2*pi*f_current*t); %.* ...
                %(1 + 0.2 * sin(2*pi*2*t));         % амплитудная модуляция 2 Гц

-% 3. Температура (медленно меняющийся сигнал)
-temperature_clean = 25 + 2 * sin(2*pi*0.1*t) + ... % медленные колебания 0.1 Гц
-                    0.5 * sin(2*pi*1*t);           % быстрые колебания 1 Гц
+% % 3. Температура (медленно меняющийся сигнал)
+% temperature_clean = 25 + 2 * sin(2*pi*0.1*t) + ... % медленные колебания 0.1 Гц
+%                     0.5 * sin(2*pi*1*t);           % быстрые колебания 1 Гц

 %% Добавление шума
 voltage_noisy = voltage_clean + noise_levels.voltage * randn(size(t));
 current_noisy = current_clean + noise_levels.current * randn(size(t));  
-temperature_noisy = temperature_clean + noise_levels.temperature * randn(size(t));
+% temperature_noisy = temperature_clean + noise_levels.temperature * randn(size(t));

 %% Фильтрация сигналов
 voltage_filtered = filter(b_bpf, a_bpf, voltage_noisy);
 current_filtered = filter(b_lpf_current, a_lpf_current, current_noisy);
-temperature_filtered = filter(b_lpf_temp, a_lpf_temp, temperature_noisy);
+% temperature_filtered = filter(b_lpf_temp, a_lpf_temp, temperature_noisy);

 %% НОРМАЛИЗАЦИЯ УСИЛЕНИЯ (важно для правильного SNR)
 % Получаем АЧХ для нормализации
 [h_bpf, f_bpf] = freqz(b_bpf, a_bpf, 1024, Fs);
 [h_lpf_curr, f_lpf_curr] = freqz(b_lpf_current, a_lpf_current, 1024, Fs);
-[h_lpf_temp, f_lpf_temp] = freqz(b_lpf_temp, a_lpf_temp, 1024, Fs);
+% [h_lpf_temp, f_lpf_temp] = freqz(b_lpf_temp, a_lpf_temp, 1024, Fs);

 % Нормализация полосового фильтра на центральной частоте
 [~, idx_50hz] = min(abs(f_bpf - 50));
@@ -85,11 +86,11 @@ gain_lpf_current = sum(b_lpf_current) / (1 + sum(a_lpf_current(2:end)));
 if gain_lpf_current > 0
    current_filtered = current_filtered / gain_lpf_current;
 end
-
-gain_lpf_temp = sum(b_lpf_temp) / (1 + sum(a_lpf_temp(2:end)));
-if gain_lpf_temp > 0
-    temperature_filtered = temperature_filtered / gain_lpf_temp;
-end
+% 
+% gain_lpf_temp = sum(b_lpf_temp) / (1 + sum(a_lpf_temp(2:end)));
+% if gain_lpf_temp > 0
+%     temperature_filtered = temperature_filtered / gain_lpf_temp;
+% end

 %% ОКНО 1: НАПРЯЖЕНИЕ
 figure('Name', 'Анализ напряжения');
@@ -213,68 +214,68 @@ text(0.1, 0.4, sprintf('Улучшение: %.1f дБ', improvement_current), 'F
 text(0.1, 0.2, sprintf('Задержка 50 Гц: %.1f мс', gd_lpf_curr(idx_50hz_curr)/Fs*1000), 'FontSize', 12);
 title('Статистика фильтрации тока');
 axis off;
-
-%% ОКНО 3: ТЕМПЕРАТУРА
-figure('Name', 'Анализ температуры');
-
-% Временные характеристики
-subplot(2,3,1);
-plot(t, temperature_noisy, 'b', 'LineWidth', 1); hold on;
-plot(t, temperature_filtered, 'r', 'LineWidth', 2);
-plot(t, temperature_clean, 'g--', 'LineWidth', 1);
-title('Температура: временная область');
-legend('С шумом', 'Фильтрованный', 'Идеальный', 'Location', 'best');
-xlabel('Время [с]'); ylabel('Температура [°C]');
-grid on;
-
-% АЧХ фильтра
-subplot(2,3,2);
-plot(f_lpf_temp, 20*log10(abs(h_lpf_temp)), 'LineWidth', 2);
-title('АЧХ: ФНЧ 10 Гц');
-xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Усиление [дБ]');
-grid on; xlim([0, 20]);
-
-% Спектр фильтрованного сигнала
-subplot(2,3,3);
-[P_temp, f_temp] = pwelch(temperature_filtered, [], [], 1024, Fs);
-plot(f_temp, 10*log10(P_temp), 'LineWidth', 2);
-title('Спектр фильтрованной температуры');
-xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Мощность [дБ]');
-grid on; xlim([0, 10]);
-
-% Групповая задержка
-subplot(2,3,4);
-[gd_lpf_temp, f_gd_temp] = grpdelay(b_lpf_temp, a_lpf_temp, 1024, Fs);
-plot(f_gd_temp, gd_lpf_temp/Fs*1000, 'LineWidth', 2);
-title('Групповая задержка фильтра');
-xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Задержка [мс]');
-grid on; xlim([0, 20]);
-
-% Детальный вид (последне 0.1 секунды)
-idx_end_temp = max(1, length(t) - 0.1*Fs + 1):length(t); % последние 100 мс
-subplot(2,3,5);
-plot(t(idx_end_temp), temperature_noisy(idx_end_temp), 'b', 'LineWidth', 2); hold on;
-plot(t(idx_end_temp), temperature_filtered(idx_end_temp), 'r', 'LineWidth', 2);
-plot(t(idx_end_temp), temperature_clean(idx_end_temp), 'g--', 'LineWidth', 2);
-title('Температура: УВЕЛИЧЕННЫЙ ВИД (900-1000 мс)');
-legend('С шумом', 'Фильтрованный', 'Идеальный', 'Location', 'best');
-xlabel('Время [с]'); ylabel('Температура [°C]');
-grid on;
-xlim([t(idx_end_temp(1)) t(idx_end_temp(end))]);
-
-% Статистика
-subplot(2,3,6);
-snr_temp_in = snr(temperature_clean, temperature_noisy - temperature_clean);
-snr_temp_out = snr(temperature_clean, temperature_filtered - temperature_clean);
-improvement_temp = snr_temp_out - snr_temp_in;
-
-[~, idx_1hz] = min(abs(f_gd_temp - 1));
-text(0.1, 0.8, sprintf('SNR вход: %.1f дБ', snr_temp_in), 'FontSize', 12);
-text(0.1, 0.6, sprintf('SNR выход: %.1f дБ', snr_temp_out), 'FontSize', 12);
-text(0.1, 0.4, sprintf('Улучшение: %.1f дБ', improvement_temp), 'FontSize', 12);
-text(0.1, 0.2, sprintf('Задержка 1 Гц: %.1f мс', gd_lpf_temp(idx_1hz)/Fs*1000), 'FontSize', 12);
-title('Статистика фильтрации температуры');
-axis off;
+% 
+% %% ОКНО 3: ТЕМПЕРАТУРА
+% figure('Name', 'Анализ температуры');
+% 
+% % Временные характеристики
+% subplot(2,3,1);
+% plot(t, temperature_noisy, 'b', 'LineWidth', 1); hold on;
+% plot(t, temperature_filtered, 'r', 'LineWidth', 2);
+% plot(t, temperature_clean, 'g--', 'LineWidth', 1);
+% title('Температура: временная область');
+% legend('С шумом', 'Фильтрованный', 'Идеальный', 'Location', 'best');
+% xlabel('Время [с]'); ylabel('Температура [°C]');
+% grid on;
+% 
+% % АЧХ фильтра
+% subplot(2,3,2);
+% plot(f_lpf_temp, 20*log10(abs(h_lpf_temp)), 'LineWidth', 2);
+% title('АЧХ: ФНЧ 10 Гц');
+% xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Усиление [дБ]');
+% grid on; xlim([0, 20]);
+% 
+% % Спектр фильтрованного сигнала
+% subplot(2,3,3);
+% [P_temp, f_temp] = pwelch(temperature_filtered, [], [], 1024, Fs);
+% plot(f_temp, 10*log10(P_temp), 'LineWidth', 2);
+% title('Спектр фильтрованной температуры');
+% xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Мощность [дБ]');
+% grid on; xlim([0, 10]);
+% 
+% % Групповая задержка
+% subplot(2,3,4);
+% [gd_lpf_temp, f_gd_temp] = grpdelay(b_lpf_temp, a_lpf_temp, 1024, Fs);
+% plot(f_gd_temp, gd_lpf_temp/Fs*1000, 'LineWidth', 2);
+% title('Групповая задержка фильтра');
+% xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Задержка [мс]');
+% grid on; xlim([0, 20]);
+% 
+% % Детальный вид (последне 0.1 секунды)
+% idx_end_temp = max(1, length(t) - 0.1*Fs + 1):length(t); % последние 100 мс
+% subplot(2,3,5);
+% plot(t(idx_end_temp), temperature_noisy(idx_end_temp), 'b', 'LineWidth', 2); hold on;
+% plot(t(idx_end_temp), temperature_filtered(idx_end_temp), 'r', 'LineWidth', 2);
+% plot(t(idx_end_temp), temperature_clean(idx_end_temp), 'g--', 'LineWidth', 2);
+% title('Температура: УВЕЛИЧЕННЫЙ ВИД (900-1000 мс)');
+% legend('С шумом', 'Фильтрованный', 'Идеальный', 'Location', 'best');
+% xlabel('Время [с]'); ylabel('Температура [°C]');
+% grid on;
+% xlim([t(idx_end_temp(1)) t(idx_end_temp(end))]);
+% 
+% % Статистика
+% subplot(2,3,6);
+% snr_temp_in = snr(temperature_clean, temperature_noisy - temperature_clean);
+% snr_temp_out = snr(temperature_clean, temperature_filtered - temperature_clean);
+% improvement_temp = snr_temp_out - snr_temp_in;
+% 
+% [~, idx_1hz] = min(abs(f_gd_temp - 1));
+% text(0.1, 0.8, sprintf('SNR вход: %.1f дБ', snr_temp_in), 'FontSize', 12);
+% text(0.1, 0.6, sprintf('SNR выход: %.1f дБ', snr_temp_out), 'FontSize', 12);
+% text(0.1, 0.4, sprintf('Улучшение: %.1f дБ', improvement_temp), 'FontSize', 12);
+% text(0.1, 0.2, sprintf('Задержка 1 Гц: %.1f мс', gd_lpf_temp(idx_1hz)/Fs*1000), 'FontSize', 12);
+% title('Статистика фильтрации температуры');
+% axis off;

 %% Вывод результатов в командное окно
 fprintf('\n=== ИТОГИ ФИЛЬТРАЦИИ С АВТОРАСЧЕТОМ КОЭФФИЦИЕНТОВ ===\n\n');
@@ -288,7 +289,7 @@ fprintf('  SNR вход: %.1f дБ, выход: %.1f дБ, улучшение: %
        snr_current_in, snr_current_out, improvement_current);
 fprintf('  Задержка на 50 Гц: %.1f мс\n\n', gd_lpf_curr(idx_50hz_curr)/Fs*1000);

-fprintf('ТЕМПЕРАТУРА (ФНЧ 10 Гц):\n');
-fprintf('  SNR вход: %.1f дБ, выход: %.1f дБ, улучшение: %.1f дБ\n', ...
-        snr_temp_in, snr_temp_out, improvement_temp);
-fprintf('  Задержка на 1 Гц: %.1f мс\n\n', gd_lpf_temp(idx_1hz)/Fs*1000);
+% fprintf('ТЕМПЕРАТУРА (ФНЧ 10 Гц):\n');
+% fprintf('  SNR вход: %.1f дБ, выход: %.1f дБ, улучшение: %.1f дБ\n', ...
+%         snr_temp_in, snr_temp_out, improvement_temp);
+% fprintf('  Задержка на 1 Гц: %.1f мс\n\n', gd_lpf_temp(idx_1hz)/Fs*1000);