基于MATLAB的有源滤波器的设计与仿真

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基于MATLAB的电力有源滤波器(APF)的仿真

利用它用户可以很方便得建立模型并进行仿真分析。
本文将使用ＳＭＵＬＮ来建立并联型有源电力滤波ＩＩＫ
器的仿真模型，然后对仿真结果进行分析。
２并联型电力有源滤波器的基本原理
图１并联型电力滤波器系统
变流器。
普遍重视。电力有源滤波器作为动态抑制谐波，偿无补
功功率的新型电力电子设备得到迅速发展，且开始并
应用于实践。
有源电力滤波器的基本原理是：过检测补偿对通象的电流，指令电流运算电路得出补偿电路计算得经
１引言
随着电力电子设备的大量应用，电磁环境受到严重污染，电网的谐波问题日益严重，使已经受到人们的
量，因此有时也称之为谐波和无功电流检测电路。补偿电流产生电路的作用是根据指令电流运算电流的指令信号，生实际的补偿电流。电路目前均采用Ｐ产主ＷＭ
ｐｒｏｍａｃｎｔｉｔａｓｌｎａｌ．ｔｖａｓｖｉｅ（Ｆ）ｉｅｎｏｓｄｒｄａｏｅｔｌｅｕｐｎｅｆｒｎｅａｄｉｓｒｎｐａｔｂｅＡｃｉｅｐｓｉｅｆｔｒＡＰｌｓｂｉｇｃｎｉｅｅｓａｐｔｎｉｑｉｍｅｔａ
ＡｂｔａｔＴｈｒｒｎｉｌｆｈｈｎｔｖａｓｖｌｒｉｉｃｓｅｎｎｌｚｄ，ｉｈａｅｂｉｎｏｓｒｃ：ｅｗｏｋｐｉｃｐｅｏｅｓｕｔＡｃｉｅＰｓｉｅＦｉｅｓｄｓｕｓｄａｄａａｙｅｗｈｃｒｕｌｉｔｔｔｄ

基于MATLAB的有源滤波器的实现

1 滤波器的基本概念1.1 滤波原理滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。

在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。

广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。

因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性。

因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率范围内，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处理。

按照滤波器处理信号的性质分为，模拟滤波器和数字滤波器。

本文所述内容属于模拟滤波范围。

主要介绍模拟滤波器（连续时不变系统）原理、种类、数学模型、主要参数、ＲＣ滤波器设计。

尽管数字滤波技术已得到广泛应用，但模拟滤波在自动检测、自动控制以及电子测量仪器中仍被广泛应用。

1.2 滤波器分类1.2.1根据滤波器的选频作用分类⑴ 低通滤波器从c 0~ω频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于c ω的频率成分几乎不受衰减地通过，而高于f 2的频率成分受到极大地衰减。

图1.1 低通滤波器图1.2 高通滤波器 ⑵高通滤波器与低通滤波相反，从频率c ~ω∞，其幅频特性平直。

它使信号中高于c ω的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于c ω的频率成分将受到极大地衰减。

⑶带通滤波器它的通频带在~CL CN ωω之间。

CN ω它使信号中高于而低于CL ω的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。

⑷带阻滤波器与带通滤波相反，阻带在频率~CL CN ωω之间。

它使信号中高于CL ω而低于CN ω的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过。

图1.3 带通滤波器图1.4 带阻滤波器低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器，例如：低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器，低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。

基于MATLAB的串联型有源电力滤波器建模与仿真

=
2 3
1 0
-
1 2 3 2
-
1 2
ua ub uc =
3 2
ua C32 ub . uc

( 9)
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
立叶级数展开为
∞
ua =
式中
2 3 1 0
-
h =1
∑U
∞
hm
ωt - θ sin ( h h ) ,
( 18 ) π /3) - θ sin [ h (ω t - 2 h ],
C32 =
1 2 3 2
-
1 2
ub = . uc =
h =1
∑U
∞
hm
3 2
h =1
∑U
∞
h =1
hm
π /3) - θ sin [ h (ω t + 2 h ].
1 0
- 1 /2 - 1 /2 ua ub uc =
sin ω t
- co sω t
co sω t sin ω t 0 3 /2
-
.
最后 , 再 2 - 3 变换 , 得
uaf ubf ucf =
1 2 3
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u αf u βf
=
3 /2
3 /2
3 /2
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第 21 卷第 2 期

基于matlab的滤波器的设计与仿真

目录1引言 (1)2 关于MATLAB (1)3 数字滤波的基本概念 (2)4设计方案 (3)4.1数字滤波器设计的基本步骤 (3)4.1.1确定指标 (3)4.1.2模型逼近 (3)4.1.3实现性能分析和计算机仿真 (3)4.2基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计与仿真 (3)4.3基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计 (7)4.3.1 IIR数字滤波器的设计原理 (7)4.3.2 IIR数字滤波器的传统设计方法 (7)4.3.3 IIR数字滤波器的设计 (8)4.3.4 IIR数字滤波器的程序设计 (9)4.3.5 IIR数字滤波器的仿真 (10)5 FIR数字滤波器与IIR数字滤波器的比较 (11)6 结论 (12)参考文献 (13)数字滤波器是一个离散系统。

该系统能对输入的离散信号进行处理，从而获得所需的有用信息。

现代数字滤波器的设计大体可以分为IIR和FIR两大类，可以用软件和硬件两种方法来实现，而选用MATAB信号处理工具箱为设计通用滤波器带来了极大的方便。

本文按设计指标要求设计了滤波器，其中IIR采用巴特沃什，FIR采用布莱克曼窗进行设计，得出了与之对应的幅度响应曲线和相位响应曲线，最后对IIR和FIR的实现形式和性能等方面进行比较。

关键词：MATLAB；IIR；FIRThe digital filter is a discrete system. The system can be able to handle discrete signals. So it can achieve required important information.There are two major kinds of design principle of digital filter, which are finite impulse response (FIR) and infinite impulse response (IIR). The modern digital filter can be received by two kinds of method of software and hardware. But using MATLAB signal disposing tool case to design the digital filter is more convenient and universally applied.The main body of the paper is demanded to design a digital filter according to the designing index. IIR adopts Butterworth and FIR adopts the Blackman window to design the digital filter. Finally, carry out comparison on IIR and the FIR realization and function aspect.Key words: MATLAB; IIR; FIR1引言理想滤波器就是一个让输入信号中的某些有用频谱分量无任何变化的通过，同时又能完全抑制另外那些不需要的成分的具有某种选择性的器件、网络或计算机硬件支持的计算程序。

基于matlab的数字滤波器设计及滤波仿真

山东科技大学电工电子实验教学中心
创新性实验结题报告
实验项目名称＿基于matlab的数字滤波器设计及滤波仿真＿
三个正弦信号用三种方法进行滤波分离
1.编程法、
2.Simulink、
3.SPTool法与FDATool法
参数设计：自上而下分别是频率为20Hz、200 Hz、100 Hz，三个滤波器分别为低通滤波器，高通滤波器和带通滤波器。

左边对原信号机进行观测，右边对滤波后的信号进行观测
(3) SPTool和FADtool应用：
①：SPTool主界面
②导入原始信号数据
③原始信号：
④设计低通滤波器：
⑤设计高通滤波器：
⑥设计带通滤波器：
五、实验结果与分析
1、实验现象、数据记录
(1)Matlab程序设计：
(2)Sinmulink仿真：
*上图左边为经过低频滤波器滤波后的低频信号，右边为原低频信号
*上图左边为经过高频滤波器滤波后的低频信号，右边为原高频信号
*上图左边为经过带通滤波器滤波后的中频信号，右边为原中频信号
(3) SPTool和FADtool应用：
低通滤波后的信号：
高通滤波后的信号：
带通滤波后的信号：
指导教师签名：
年月日
六、指导老师评语及得分：
七、中心意见：。

基于Matlab有源电力滤波器APF的仿真研究_姚淼

目前，对有源电力滤波器的研究越来越广泛。

一方面，研究者众多，不仅有高等院校、研究所，而且也有许多电力局、大型企业等；另一方面，研究涉及谐波检测方法、控制策略、PWM 波的形成等有源滤波技术的各个方面，对谐波检测控制方法和谐波检测电路的实现方法研究尤其活跃，出现了许多新的方法，这些方法都是旨在提高谐波检测的实时性和检测精度，因为谐波检测方法及谐波检测电路的实时性和检测精度对有源电力滤波器的滤波性能起着决定性的作用。

本文将使用Simulink 来建立并联型有源电力滤波器的仿真模型，然后对仿真结果进行分析。

1有源电力滤波器的原理及分类1．1有源电力滤波器的基本原理有源电力滤波器分为串联型和并联型两种。

串联型有源滤波器是向串联变压器副边注入基波补偿电流。

使串联变压器对电网基波电流呈低阻抗。

对谐波电流呈高阻抗。

从而抑制谐波；并联型有源滤波器是向电网注入与负载的无功和谐波电流大小相等、方向相反的电流来补偿无功和抑制谐波。

并联型有源电力滤波器的系统框图如图1所示（电感、电容等电路元件均包含在主电路中），其工作原理为：指令电流运算电路在检测到负载电流后，通过运算把负载电流信号中的谐波电流、无功电流及负序电流和零序电流检测出来,然后把这些电流信号转换成相应的变流器触发信号，再通过电流跟踪控制电路形成触发脉冲去驱动变流器，使变流器产生的电流为上述电流之和，极性相反，再回注入电网，则电网中的谐波电流、无功电流、负序电流和零序电流被抵消为零，只剩下基波有功正序电流。

1．2有源电力滤波器的分类有源电力滤波器分类的方法很多，可以按照接入电网的方式、变流电路的结构、补偿系统的相数、补偿对象交直流性来分类。

按接入电网的方式分为并联型、串联型和混合型；按变流电路的结构分为电流型和电压型；按补偿的相数可以分为单相、三相三线、三相四线；按补偿对象交直流性分为直流APF 和交流APF 。

根据APF 与电力系统的连接方式可将其分为并联型、串联型及串－并联混合型。

基于MATLAB的有源三相滤波器的设计毕业设计精品

基于MATLAB的有源三相滤波器的设计基于MATLAB的有源三相滤波器的设计东北大学本科毕业设计（论文）毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书基于MATLAB 的三相滤波器的设计摘要电能作为现代社会的重要能源之一，广泛应用于工农业生产、人民生活、国防科技等各个领域。

随着电力电子技术的发展，大量的非线性负载和各种整流设备被广泛的应用于各行各业，使电网谐波含量大大增加，电能质量下降。

所以，抑制谐波污染、改善供电质量成为迫切需要解决的问题。

目前，随着电力电子技术的飞速发展，采用有源电力滤波器动态抑制谐波成为重要的发展方向，它能克服传统LC 滤波器的缺陷。

有源电力滤波器是一种新型谐波、无功补偿装置，和传统的LC 滤波器相比，有源电力滤波器可以对谐波、无功以及负序电流实现实时、准确的补偿。

因此，有源电力滤波器有广阔的应用前景，进行有源电力滤波器的研究和开发工作具有非常重要的意义。

本文以并联电压型有源电力滤波器作为研究对象，系统地分析了并联电压型有源电力滤波器的工作原理、补偿特性等问题。

深入研究了基于瞬时无功功率理论的p q -法、基于瞬时无功功率理论下的改进型谐波电流检测的p q i i -法，对并联型有源电力滤波器的三角波载波控制、电流滞环跟踪控制等电流控制策略进行了研究，并对传统的电流滞环跟踪控制进行了改进，同时引入直流侧电压反馈控制环节，以保证有源电力滤波器具有良好的补偿跟随特性，通过理论分析比较了各自的特点。

本文还利用MATLAB/SIMULINK 进行有源三相滤波器的仿真，仿真结果表明，有源电力滤波器能够对谐波电流起到了较好的补偿作用，具有较好的动态补偿特性。

关键词：有源三相滤波器、谐波电流、瞬时无功功率理论、MATLAB目录毕业设计（论文）任务书 (I)摘要 (II)MATLAB-based three-phase filter design ............... 错误！未定义书签。

基于MATLAB的有源电力滤波器的设计

摘要随着电力电子装置日益广泛的应用，电力电子装置自身所具有的非线性导致了电网中含有大量谐波，这些谐波给电力系统带来了严重的污染，严重危害了用电设备和通信系统的稳定运行。

虽然传统的无源电力滤波器具有结构简单、成本低、技术成熟、运行费用低等优点，但同时也有一些缺点，例如只能抑制固定的几次谐波，并对某次谐波在一定条件下会与电网阻抗产生谐振反而而使谐波放大。

目前，谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器，有源电力滤波器也是一种电力电子装置，且相关技术的研究也日渐成为研究的热点。

本文阐述了几种常见APF的拓扑结构及各自的优缺点，详细分析了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法，比例控制和前馈控制两种电流环控制策略以及SPWM和SVPWM两种调制策略。

介绍了电力有源滤波器的基本原理和结构，并设计了并联型有源电力滤波器的控制系统。

该系统包括指令电流运算、PWM控制和驱动电路模块。

在MATLAB中建立了各个子模块的仿真模型和并联型有源电力滤波器的整体仿真模型。

仿真结果表明,其谐波抑制和无功补偿可以达到良好的效果,在技术上是可行的。

关键词：电力有源滤波器；谐波；谐波检测；MATLAB/SIMULINK仿真Design of Active Power Filter Based on MATLABAbstractWith the development of power electronic device the increasingly widespread application of power electronic device, which has resulted in a nonlinear network contains a large number of harmonics, the harmonic of power systems has brought serious pollution, serious harm to the electrical equipment and the stable running of the communication system. although the traditional passive power filter has the advantages of simple structure, low cost, mature technology, low running costs, but it also has some disadvantages, such as only the inhibition of stationary harmonics, and a harmonic under certain conditions and the grid impedance resonance instead of the harmonic amplification.Currently, the harmonic suppression is an important trend of active power filters, active power filter is a power electronic devices, and related technologies are increasingly become a hot topic. This paper describes the topology and their advantages and disadvantages of several common APF, a detailed analysis of the harmonic detection method based on instantaneous reactive power theory, and proportional control and feedforward control of two current-loop control strategy, and both SPWM and SVPWM modulation strategy. Introduced the basic principles and structure of the active power filter, and design of a shunt active power filter control system. The system consists of the command current operation, PWM control and drive circuit module. Simulation model of the various submodules and parallel active power filter simulation model in MATLAB. The simulation results show that the harmonic suppression and reactive power compensation to achieve good results, is technically feasible.Key words:Active power filter; harmonic; harmonic detection; MATLAB / SIMULINK Simulation目录论文总页数：25页1.1课题背景 (1)1.1.1谐波基本概念 (1)1.1.2谐波主要危害： (1)1.2国内外研究现状 (3)1.3本课题研究的意义 (3)1.4本课题研究方法 (4)1.5本文研究的内容 (4)2.有源电力滤波器 (4)2.1抑制谐波方法 (2)2.2 APF的工作原理和结构 (4)2.2.1 APF的基本原理和种类 (5)2.3 APF的谐波检测方法 (6)2.3.1 基于频域的检测方法 (6)2.3.2 瞬时空间矢量法 (6)2.3.3 有功分离法 (6)2.3.4 自适应检测法 (7)2.3.5 同步测定法 (7)2.4 APF的补偿电流控制方法 (7)2.4.1 三角载波控制 (7)2.4.2 滞环比较控制 (7)2.4.3 变结构控制 (7)2.4.4 无差拍控制与差拍控制 (8)2.4.5 单周控制（又称积分复位控制） (8)2.4.6 空间矢量调制 (8)3．源电力滤波器谐波检测及控制策略 (8)3.1 瞬时无功功率理论简介及其应用 (8)3.1.1 瞬时无功理论定义 (8)3.1.2三相电路谐波和无功电流实时检测 (10)3.2 SVPWM调制策略 (11)4.电力有源滤波器的仿真实现 (15)4.1 源电力滤波器仿真模型的建立 (15)4.1.1 APF的系统仿真模型 (15)4.1.2 非线性负载模型 (15)4.1.3 谐波检测模型 (16)4.1.4 PWM信号的产生 (18)4.2仿真结果 (19)结论 (22)参考文献 (22)致谢 (23)声明 (24)1．引言电能是现代社会的主要能源之一，在各行各业中有着广泛的应用，电能质量的好坏直接关系到国民经济的总体效益。

基于Matlab的滤波器仿真与演示

低通滤波器：允许低频信号通过，抑制高频信号
带通滤波器：允许一定频段的信号通过，抑制其他频段信号
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高通滤波器：允许高频信号通过，抑制低频信号
带阻滤波器：抑制特定频段的信号，允许其他频段信号通过
滤波器类型：低通、高通、带通、带阻滤波器设计步骤：确定滤波器参数、选择滤波器函数、进行滤波器设计设计工具：Matlab自带滤波器设计工具设计注意事项：避免过度拟合或欠拟合、考虑计算复杂度
滤波器性能指标：如通带波动、阻带衰减
等
仿真结果展示：通过图表或图像展示滤波器频率响应、时
域响应等
案例分析：对所选取的滤波器类型、参数设置等进行详
细分析
结果对比：将仿真结果与理论值进行对比，分析误差及原
因
Matlab滤波器仿真与演示总结与展望
滤波器的性能评估和优化方法
Matlab滤波器仿真与演示的原理和实现方法
滤波器在信号处理和通信系统中的应用
未来发展方向和潜在应用领域
未来滤波器技术的发展趋势 Matlab在滤波器设计中的新应用滤波器仿真与演示的未来发展方向基于Matlab的滤波器仿真与演示的未来研究热点
感谢您的观看
汇报人：XX
结果分析：对仿真结果进行详细分析，并与理论值进行对比
结论：总结滤波器性能评估结果，提出改进意见
滤波器类型选择：根据信号处理需求选择合适的滤波器类型，如低通、高通、带通等。
滤波器阶数确定：根据信号处理精度和实时性要求，选择合适的滤波器阶数。
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滤波器参数优化：通过调整滤波器参数，如截止频率、阻尼因子等，提高滤波效果。

基于matlab的电力系统有源滤波器设计

基于matlab的电力系统有源滤波器设计有源滤波器常用于电力系统中的谐波补偿。

下面是一个简单的基于matlab的有源滤波器设计示例：1. 系统模型首先，我们需要建立电力系统的模型。

假设我们要设计一个谐波滤波器来补偿电网中的第5次谐波。

系统模型如下图所示：其中，U1是电网电压，U2是负载电压，L和C分别是电路中的电感和电容。

Vin是有源滤波器的输入电压，Vout是输出电压，R是有源滤波器中的电阻，G 是电容的导纳，s是Laplace算子。

2. 控制器设计有源滤波器的控制器通常使用PI控制器和H∞控制器。

这里我们选择使用PI控制器。

PI控制器的传递函数为：Kp + Ki/s其中，Kp是比例增益，Ki是积分增益。

3. 滤波器设计有源滤波器的设计通常是在仿真中进行的。

我们使用simulink工具箱来进行仿真。

以下是有源滤波器的设计步骤：- 设置系统参数为了方便起见，我们首先设置了一些系统参数。

以下是参数列表：- 电网电压：400V- 电阻：0.01Ω- 电容：200μF- 电感：10mH- 负载电阻：10Ω- 有源滤波器输入电压：20V- 积分时间常数：0.001s- 比例增益：0.5在simulink中，我们使用Signal Builder模块来产生模拟信号，如下图所示：- 建立系统模型我们使用simulink模块建立电力系统模型，如下图所示：通过调整控制器的比例增益和积分增益，我们可以使滤波器输出的电压与需补偿的谐波相位相同，如下图所示：最终输出的谐波滤波器电压与需补偿的谐波电压相消，进一步将系统中的谐波降到可接受的水平，如下图所示：通过这个例子，我们可以看到使用simulink进行有源滤波器设计的基本步骤。

在实际应用中，我们需要根据具体情况进行参数调整和系统优化。

基于Matlab／Simulink的滤波器设计仿真技术的实现

的交互式图形用户界面。
创建模型并寻找解决实际问题的方法，以用它轻松地搭建一个可系统模型，设置模型参数和仿真参数。由于Ｓｍｌｋ是交互式并ｉｕｉｎ
Ｋｅｒｓｓｌｋｔｏｂｘｆｌｒｔｂｙｗｏｄ：ｍｕｉ；ｌｏ；ｒｆｔ；ｌｉｎｏｉｉｅｍａａ
１引言
计算机仿真技术是应用电子计算机对研究对象的数学模型进行计算和分析的方法。装了Ｓｍｌｋ的计算机就如真正的建安ｉｕｉｎ
中图分类号：Ｐ８Ｔ１
ห้องสมุดไป่ตู้
文献标识码：Ａ
文章编号：０９３４（０７０ — １８ — ２１０ — ０４２０）４１０６０
ＱＵｉｏｇＬ—ｒｎ
ＦｌｒｅｉｎｔｅｉｅｓｍｕａｉｎｂｓｄｏｔｂＳｉｌｋｉｅｓｇｏｒａｌｉｌｔａｅｎＭａｌ／ｍｕｉｔｄｚｏａｎ
（ｏｅｅｏｆｒａｏＣ￣ｇｆｎｏｍｔｎ＆ｐｏｓｏａｔｈｏｏｙｎｉ１０６ｉａｉｉｒｆｓｎｌｅｎｌ，ｊｇ２０４，ｎ）ｅｉｃｇＮａｎＣｈ
Ａｂｔｃ：ＴｏｅｔｂｉｈｉｌｋｍｏｄｆｌｒｄｓｎｓｓｍｎｋｉｌｔｎａａｓｓｔｅｉｅｅｌｔｎｏｌｒｄｓｅｔｉｓｒｔａｓｌｈｔｅｓａｓｍｕｉｄｏｔｅｉｙｔａｄｍａｅｓｎｉｆｅｇｅｍｕａｉｎｌｉＯｒａｚｍｕａｏｆｔｅｉｒ，ｓｏｙｌｉｉｆｅｎｇｈ

基于MATLAB的有源电力滤波器仿真

基于MATLAB的有源电力滤波器仿真王周杰，常鲜戎，苏仁斌（华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室，河北省保定市 071003）摘要：随着电力电子装置和非线性负载的广泛应用，电网中注入了大量的有害谐波，严重影响了电能质量。

有源电力滤波器是补偿或抵消谐波污染的重要装置。

本文首先分析了有源电力滤波器的工作原理，然后利用Matlab/Si-mulink工具箱对有源电力滤波器装置进行了建模和仿真，仿真结果表明所设计有源电力滤波器具有补偿无功、谐波、不对称电流的功能。

关键词：有源电力滤波器；APF；谐波治理；MATLAB 0 引言电网谐波从电能使用的开始就己经存在。

电网中的谐波源主要包括各种整流装置、电弧炉、交流调压装置、变流装置、家用和办公电器、照明设施和一些铁磁非线性设备等等。

由于早期的电力谐波并没有对电能使用造成危害，谐波问题未能引起人们的关注[1]。

近年来随着各种电力电子装置和非线性负载的广泛应用，谐波问题突出，严重影响电能质量。

传统的滤波方法是采用基于谐振原理的无源滤波器，但其只能消除某次设定的谐波而且容易与电网发生谐振。

有源电力滤波器(APF)是一种主动式谐波电流补偿装置，能够动态地补偿各次谐波且响应速度快，现在已经成为电网谐波消除的主要发展方向[2]。

本文主要研究三相四线制并联电压型有源电力滤波器，利用MATLAB/SIMU- LINK下的SimPowerSystems电力系统仿真工具箱搭建三相四线制并联电压型有源电力滤波器系统，仿真验证其补偿无功、谐波、不对称电流的功能。

1 APF的工作原理有源电力滤波器系统主要由两大部分组成，即指令电流检测电路和补偿电流发生电路。

指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流，然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。

电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流，计算出主电路各开关器件的触发脉冲，此脉冲经驱动电路后作用于主电路。

基于Matlab的数字滤波器的设计与仿真

西安欧亚学院本科毕业论文（设计）题目：学生姓名：指导教师：所在分院：专业：班级：二O一一年四月基于Matlab的数字滤波器的设计与仿真摘要:传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。

本文介绍了一种利用matlab的滤波器分析设计工具FDAtools（Filter Design and Analysis Tool）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。

给出了使用matlab语言进行程序设计和利用信号处理工具箱的fdatool工具进行界面设计的具体步骤。

利用matlab设计滤波器, 可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。

本文还介绍了如何利用matlab环境下的仿真软件simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真。

最后还讨论了用DSP芯片实现所设计的滤波器的方法。

本文利用MATLAB/SIMULINK 具有强大的科学计算和图形显示这一优点，与窗函数法设计理论相结合共同设计FIR 数子滤波器，不但使设计结果更加直观，而且提高了滤波器的设计精度，从而更好地达到了预期的效果。

关键词：.FDAtools;FIR数字滤波器;simullink仿真;窗函数法;频率采样法Matlab-based digital filter design and simulationAbstract:The traditional digital filter, the design process of complex computing workload big, filtering properties, affected it hard to adjust the application. This paper introduces a kind of Filter matlab FDAtools Analysis and Design tools themselves and order the Filter Tool (by rapid and effective Design) of software component Design method of traditional digital Filter. Using matlab language is given for program design and use of signal processing fdatool toolbox of tools for interface design of the specific steps. Matlab design filter, can always contrast the design requirements and filter characteristics, easy adjustment parameters greatly reduced the workload, be helpful for the optimization design of fir. This paper also introduces how to use matlab simulation software simulink filters the design of simulation.Keywords: FDAtools;FIR digital filters; simullink;simulstion window function method;frequency sampling method目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景及目的 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 研究内容 (1)1.4 研究方法 (2)1.5 Matlab简介 (2)1.6 Matlab的特点 (2)1.7 Matlab的系统组成 (2)1.8 论文提纲 (3)第2章数字滤波器基本原理 (4)2.1 数字滤波器原理 (4)2.2 数字滤波器分类 (4)2.3 数字滤波器技术要求 (6)第3章FIR数字滤波器的设计 (9)3.1 窗函数法设计FIR数字滤波器 (9)3.1.1 窗函数法设计原理 (9)3.1.2 FIR数字滤波器的设计实例 (10)3.2 频率采样法设计FIR数字滤波器 (11)3.2.1 频率采样法的基本思想 (13)3.2.2 FIR数字滤波器的设计实例 (14)3.3 窗函数法和频率采样法 (18)3.3.1 通过实例对两种方法做比较 (18)3.3.2 两种方法设计带通滤波器 (20)第4章应用Simulink对FIR数字滤波器滤波 (22)4.1 FDATool和Simulink工具 (22)4.1.1 FDATool的介绍 (22)4.1.2 FDATool的使用 (22)4.2 Simulink工具 (22)4.2.1 Simulink的介绍 (22)4.2.2 Simulink的使用 (22)4.3 利用FDATool和Simulink设计FIR数字滤波器 (23)4.4 数字滤波器的仿真及实现 (25)第5章浅析用MATLAB辅助DSP实现FIR数字滤波器 (29)5.1 MATLAB辅助DSP开发简介 (29)5.2 MATLAB与CCS及目标DSP间的连接 (29)5.3 MATLAB辅助DSP实现FIR过程 (30)第6章结论 (31)致辞 (32)参考文献 (33)附录:论文中所提到的程 (34)第1章绪论1.1课题背景及目的1.1.1 背景来源本文FIR数字滤波器设计时Matlab软件使用的是Matlab7.0。

如何用matlab进行滤波器设计和仿真

华中科技大学本科课程考试答题本考生姓名考生学号班级联系电话Email：考试科目考试日期一、报告摘要：本报告首先论述如何用matlab进行滤波器设计和仿真，并且将参数转换成DSP可用的滤波器参数。

然后，将这组参数在CCS上进行纯软件仿真。

随之是本次实验过程中代码拼接的问题与解决方法。

软硬件流程图及核心代码的陈述。

将实际滤波的结果进行展示。

与理想滤波器的比较之间的差异与改良。

最后是对于本课程的感想二、滤波器基础知识以及基于matlab的参数设计：设计一个能够将1000Hz一下保留，1500Hz以上的频率滤出的滤波器，利用理想的fir滤波器截止频率可以设定为（1000+1500）/2=1250Hz，利用哈明窗设计本滤波器，阶数为21阶，function[a]=ccc()clear all;clf;N=1024;%设置采样点数fs=6000;%设置采样频率dt=1/fs;for k=1:N;f1=1500;f2=1000;y(k)=sin(2*pi*f1*k*dt)+sin(2*pi*f2*k*dt)+sin(2*pi*(f1+200)*k*dt);%+sin(2*pi*12 50*k*dt);endwp=pi*1000*2/6000;%归一化的通带频率ws=pi*1500*2/6000;%归一化的阻带频率wc=(wp+ws)/2; %理想的滤波器的截止频率M=21; %设置阶数b=fir1(M-1,wc/pi,hamming(M))%;利用fir1函数得到滤波系数b[H,F]=freqz(b,1,N); %figure(1);plot(F/pi,20*log10(abs(H)));grid;xlabel('f(Hz)');ylabel('幅度');%画出幅频特性yy1=conv(b,y); %做卷积即为滤波y=fft(y,N); %做fft运算得到频域特性pyy=y.*conj(y); %乘以共轭，得到的是y的幅值的平方f=(0:(N/2-1));figure(2);plot(f*fs/N,pyy(1:N/2));y=fft(yy1,N);pyy=y.*conj(y);f=(0:(N/2-1));figure(3);plot(f*fs/N,pyy(1:N/2));执行以上函数后得到以下图像：可以看到在（2*1000）/6000=0.33处的衰减基本不变，而在（1000+1500）/6000=0.42处衰减值已经大于3dB了，而在（2*1500）/6000=0.5衰减值已经接近20dB了。

基于MATLAB环境的数字滤波器的设计与仿真

基于MATLAB环境的数字滤波器的设计与仿真摘要：数字滤波器是数字信号处理中最重要的工具之一。

在许多科学技术领域中广泛采用数字滤波器进行信号处理。

数字滤波器分为两类，即有限脉冲响应滤波器（FIR）和无限脉冲响应滤波器（IIR）。

数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。

其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。

由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。

本文针对在实际设计中要大量应用数字滤波器这一现实，对数字滤波器的基本理论、性能特点、设计方法进行了全面的分析，特别是对有限冲击响应数字滤波器(FIR)的设计进行了深入的探讨。

文章运用了MA TLAB仿真手段对数字滤波器的设计理论和设计方法方法进行了研究。

论文主要包括数字滤波器以及MATLAB在信号处理方面的概述，FIR数字滤波器设计方法的介绍，MATLAB语言仿真，以及最终结论。

本论文所采用的研究方法是仿真比较，介绍了常用滤波器的设计方法，通过MATLAB软件对各种方法分别实现仿真，然后对仿真结果进行比较。

通过对数字滤波器的理论研究为今后的实践奠定理论基础。

关键词：数字滤波器；FIR滤波器；MATLAB；仿真Design and Simulation of Digital FilterBased On MATLABAbstract: Digital filter is one of the most important parts of digital signal processing. In many fields of science and technology, it is widely used for digital signal processing. Digital filter includes finite impulse response filter(FIR) and infinite impulse response filter(IIR).Digital wave filter is a kind of installation that forms by digital multiplier, adder and the unit of delay time. Its function is to carry out operational handling for inputting the digital code of dispersed signal in order to reach the purpose that changes signal frequency spectra. Because of the development of the computer technical circuit of large scale integration digital wave filter can already realize with computer software, can also realize with the digital hardware real time of large scale integration. Digital wave filter is a dispersed time system. As digital filters, in particular FIR filters, are widely used in modern designs, this dissertation comprehensively anglicized fir’s basic theory, characters and design methodologies.In this paper, MATLAB simulation is employed to study the design theory and methods of digital filter. The summary of digital filter and MATLAB language are introduced. Method of FIR filter design, results of MATLAB simulation are described in detail as well. The common design methods of digital filter are simulated with MATLAB to find the result that I need before. It is hope that it can provide a reference for future appliance.Key Words: digital filter；FIR filter；MATLAB；simulation第一章绪论1.1 数字滤波器的现状及发展数字滤波器按单位脉冲响应的性质可分为无限长单位脉冲响应滤波器IIR和有限长单位脉冲响应滤波器FIR两种。

基于matlab的数字滤波器的设计及仿真

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程序编写
clearclose allwls=0.2*pi;wlp=0.35*pi;whp=0.65*pi;B=wlp-wls;N=ceil(12/0.15);wc=[wlp/pi-6/N,whp/pi+6/N];hn=fir1(N-1,wc,blackman(N));n=0:79;subplot(2,1,1);stem(n,hn,".")[h,w]=freqz(hn,1,256);subplot(2,1,2);plot(w/pi,20*log10(abs(h)));grid;
滤波器的仿真
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三个信号叠加：
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滤波后的结果：
可见FDAtool设计的滤波器滤波的效果很好！
二、MATLAB环境下FIR数字滤波器的设计
窗函数法等波纹逼近法频率采样法
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窗函数法
用窗函数法设计FIR滤波器时，先根据wc和N求出相应的理想滤波器单位脉冲响应hd(n)；选择合适的窗函数w(n)来截取hd(n)的适当长度(即阶数)，以保证实现要求的阻带衰减；最后得到FIR滤波器单位脉冲响应:h(n)= hd(n)*w(n).
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四、两个有趣的实验
1、利用MATLAB进行声音滤波：利用MATLAB读取wav格式的声音文件，对信号进行离散傅里叶变换，得到其频谱图，给信号加杂音，然后设计一个数字滤波器将杂音滤除，得到原音，最后比较滤波器的滤波效果。
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matlab有源滤波器设计

matlab有源滤波器设计关于MATLAB中有源滤波器设计，本文将系统地回答以下问题，以帮助读者了解该主题：1. 什么是有源滤波器设计？2. MATLAB中有源滤波器设计的基本步骤是什么？3. 如何选择滤波器类型和规格？4. 如何进行有源滤波器的设计和仿真？5. 如何评估设计的性能？6. 如何实现和测试设计的有源滤波器？接下来，我们将逐个回答这些问题，带您深入了解MATLAB中有源滤波器设计的流程和方法。

1. 什么是有源滤波器设计？有源滤波器是一种通过操纵电子器件来调整信号频率响应的滤波器。

与被动滤波器（如电感、电容和电阻组成的滤波器）不同，有源滤波器使用了一种或多种能够放大信号的有源元件，例如运算放大器。

有源滤波器具有更大的设计灵活性和可调节性，因此在许多应用中得到广泛使用。

2. MATLAB中有源滤波器设计的基本步骤是什么？有源滤波器设计的基本步骤包括以下几个方面：- 确定滤波器类型：根据应用需要选择合适的滤波器类型，例如低通、高通、带通或带阻滤波器。

- 确定滤波器规格：确定所需的频率响应特性，例如截止频率、通带增益、阻带衰减等。

- 进行滤波器设计：根据滤波器类型和规格，选择合适的电路拓扑结构和元件数值，并使用MATLAB中的工具进行电路设计。

- 进行滤波器仿真：通过MATLAB进行电路仿真，评估设计的性能并进行必要的调整。

- 分析和优化：通过MATLAB工具进行性能分析，如参数灵敏度分析、频率响应分析等，并根据需要进行设计优化。

3. 如何选择滤波器类型和规格？选择滤波器类型和规格的关键是理解应用的需求。

例如，如果需要滤除特定频率下的噪声，可以选择一个合适的带通或带阻滤波器。

根据所需的频率响应特性，确定信号的截止频率、通带增益、阻带衰减等参数，这些参数将指导后续设计和仿真过程。

4. 如何进行有源滤波器的设计和仿真？有源滤波器的设计和仿真可以通过MATLAB中的工具和函数来实现，例如使用MATLAB的“Filter Designer”应用或使用信号处理工具箱中的函数。