基于MATLAB有源滤波器的研究设计 西安电子科技大学长安学院 赵玉凯，信息工程系 一 实验目的 1. 了解有源滤波器的功能、现状和发展趋势 2. 了解有源滤波器的工作原理； 3. 学习有源滤波器设计方法； 4. 学习有源滤波器MATLAB仿真; 5. 总结实验成果。 二 分章介绍论文内容 第一章 绪论 1.1 有源滤波器的现状及发展趋势 1.2 有源滤波器 1.21 概念 1.22 主要应用领域 滤波器是一种只传输指定频段信号，抑制其它频段信号的电路。 滤波器分为无源滤波器和有源滤波器： ① 无源滤波器： 由电感L、电容C、电阻R等无源元件组成 ② 有源滤波器： 一般由集成运放与RC网络组成具有体积小、性能稳定等优点。同时，由于集成运输和输入阻抗的高增益和低输出阻抗，有源滤波器也具有放大和缓冲作用。 有源滤波器可突出有用频率信号，衰减无用频率信号，抑制干扰和噪声，提高信噪比或频率选择。因此，有源滤波器广泛应用于通信、测量和控制技术中的小信号处理。 有源滤波器从功能上分为： 低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、 带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BEF)、 全通滤波器(APF)。 前四种滤波器相互连接，LPF与HPF对偶关系。当LPF通带截止频率高于HPF当通带截止频率时，将LPF与HPF串联，构成BPF，而LPF与HPF并联，构成BEF。几种不同类型的滤波电路也可以同时用于实用电子电路。滤波电路的主要性能指标是通带电压放大倍数AVP、通带截止频率fP阻尼系数Q等。 第二章 设计有源滤波器 2.1 有源滤波器原理图 2.2 有源二级滤波电路的形式和特点 2.3 设计有源滤波器 有源滤波器原理图 典型的二级有源低通滤波器电路如图所示(a)所示： 通带电压放大倍数： 通带截止频率： 第三章 硬件部分 3.1 有源滤波器的基本原理 3.2 有源滤波器的技术优势 3.3 有源滤波器的产品设计及生产遵循的 内，国际标准 3.4 有源滤波器基本应用 3.5 有源滤波器主要发展状况 3.6 比较有源滤波器和无源滤波器的性能 第四章 软件部分 4.1 MATLAB软件的基本概念 4.2 MATLAB的基本功能 4.3 MATLAB的应用 4.4 MATLAB的发展历程 4.5 MATLAB的 新版本的新功能 4.6 MATLAB特点和优势 4.7 MATLAB常用工具箱和常用函数 第五章 有源滤波器MATLAB仿真 5.1 瞬时无功理论与PWM脉宽调试 5.2 仿真图形 5.3 模拟图形分析 第六章 基于matlab有源滤波器总结 6.1 模拟结果分析 6.2 本文总结 有源滤波器MATLAB仿真图形 模拟结果分析 抑制谐波的关键是滤波器能够实时、准确、快速地检测谐波。根据瞬时无功率理论检测谐波电流的方法， 能更好地满足上述要求。有源滤波器具有以下特点： (1) 从模拟结果可以看出，有源滤波器对主电梯室供电电源中的谐波有明显的抑制作用，显著改善了流入电网的电流波形。电源电流的畸变率为29.68%下降到3.31%达到补偿和抑制谐波的目的。 (2) 主电路采用有源滤波器MOSFET管,由于MOSFET管道可控性好， 因此，滤波器能快速反应波形的变化，使有源滤波器具有良好的跟踪性， 谐波可以实时过滤。 (3) 从有源滤波器的整体结构来看，有源滤波器结构简单，谐波检测电路或应用可根据瞬时无功率理论设计DSP 实现电流检测的芯片。 (3) 从有源滤波器的整体结构来看，有源滤波器结构简单，谐波检测电路或应用可根据瞬时无功率理论设计DSP 芯片实现电流检测。这样不仅提高了操作速度，还减少了滤波器的损耗，经济上是可行的。 本文总结 本文利用Matlab模拟软件对有源电力滤波器进行了建模和模拟，验证了控制方法的正确性和快速性。模拟结果还表明，有源电力滤波器能有效抑制电力电子设备产生的谐波