W pracy zaprezentowano metodę próbkowania losowego przeznaczoną do wyznaczenia parametrów sygnałów występujących w systemie elektroenergetycznym definiowanych przez operację uśrednianie lub całkowania. Zaletą tej metody jest możliwość wyznaczenia takich parametrów dla szerszego zakresu częstotliwości sygnału niż stosując próbkowanie równomierne. Zaproponowana w pracy metoda opiera się uśrednianiu próbek pobranych w losowych chwilach czasu. Możliwe dzięki niej jest estymowanie parametrów sygnału przy użyciu tańszych rozwiązań układowych, z pominięciem nadmiarowej informacji o kształcie sygnału. W rozprawie zaproponowano istotne parametry metody wpływające na jej prawidłowe działanie. W środowisku Matlab przeprowadzono serię eksperymentów symulacyjnych badających zależności uzyskanej niepewności od wpływu poszczególnych parametrów metody. Przedstawiono metodę prawidłowego doboru parametrów w zależności od zakresu możliwych częstotliwości sygnału wejściowego. Skonstruowano dwa stanowiska pomiarowe do weryfikacji metody na sygnałach rzeczywistych. Pierwsze z nich bazujące na mikrokontrolerze STM32 umożliwiło zbadanie działania i skuteczności metody przy zastosowaniu tanich urządzeń pomiarowych obarczonych dużą niepewnością. Drugie stanowisko bazowało na platformie PXI firmy National Instruments. Wykorzystanie dedykowanego pomiarom systemu z FPGA oraz z szybką kartą pomiarową umożliwiło porównanie niepewności metody w stosunku do eksperymentów symulacyjnych.
Signals random sampling in the measurement of values defined by the averaging and integration operations
In doctoral dissertation method Signals random sampling in the measurement of values defined by the averaging and integration operations was presented. The advantage of this method is the possibility of the appointment of such parameters for a wider range of signal frequencies than with uniform sampling. Proposed method is based on averaging of samples taken at random time points. It is possible estimate the signal parameter using the cheaper solutions systemic omitting redundant information about the shape of the signal. In dissertation proposed parameters affecting correct operation of method. In the Matlab a series of simulation experiments investigating the dependence of this parameters to uncertainty of method was performed. Proper selection of method parameters depending on the range of possible input signal frequency was presented. Two test stands to verification method performance on real signals were built.
The first is based on the STM32 microcontroller enables you to examine the operation and effectiveness of the method using low-cost measurement devices affected by high uncertainty The second was based on the PXI platform from National Instruments. The use of a dedicated measurement system with FPGA and fast measurement card allows the comparison of uncertainty in method in relation to simulation experiments.
