学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于DSP和CPLD的电力谐波检测系统的研究与设计

作　者: 滕小波
导　师: 耿相铭
学　校: 上海交通大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 电力系统谐波分析 加窗插值FFT算法 硬件同步采样 TMS320C6713B DSP CPLD EDMA乒乓缓冲传输
分类号: TM935
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 241次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


由于电网中非线性器件和设备的广泛使用,电力系统中产生了大量的高次谐波,本文主要研究并设计实现电力系统中电力谐波参数的实时检测。确切掌握电网中谐波的运行状况,有利于防止谐波的危害、维护电网的安全运行。本文首先介绍了当前电力谐波参数检测的快速傅立叶变换方法,FFT算法技术比较成熟、易于实现,但算法本身很难做到同步采样和整周期截断,由此会造成频谱泄漏和栅栏效应,影响谐波检测结果。论文引入加窗插值FFT算法进行修正,对加窗插值FFT算法进行了较为深入的分析,并给出较详细的数学推导计算过程。其次,较详细介绍了电力谐波检测系统的DSP+CPLD硬件平台,通过采用锁相环实现硬件同步采样,保证严格同步和减小频谱泄漏;采用TMS320C6713B浮点DSP实现加窗插值FFT算法的运算,实时检测电力谐波的参数;采用CoolRunner-II系列XC2C512 CPLD控制系统的外围器件。再次,简要介绍系统前端信号调理、数据采集和外围模块硬件设计部分,以及CPLD逻辑控制部分,包括PLL锁相跟踪、ADC数据采集、本地温度监控、LCD液晶显示,以及CPLD与DSP的外部存储器接口(EMIF)数据通信等模块。重点介绍了DSP系统软件设计部分,包括DSP芯片配置、DSP外设初始化、增强型直接存储器访问(EDMA)、乒乓缓冲传输等底层软件设计,以及算法的设计实现。DSP软件开发采用芯片支持库CSL配置外设、方便代码移植,采用DSP/BIOS实时多任务操作系统管理DSP的线程优先级调度,包括EDMA硬件中断HWI、信号处理算法任务TSK等,它们之间通过信号量保持线程间的同步和通信。最后使用Matlab仿真分析了矩形窗(信号截断)和非整周期采样对FFT算法的影响,并分析比较窗函数和加窗正弦信号的频谱,表明Hanning窗或Blackman窗、整周期采样可以有效地减小频谱泄漏。随后在硬件平台上验证了加窗插值FFT算法的正确性和有效性,表明加Blackman窗的FFT插值算法在非整周期采样时仍然具有较高的精度,幅值误差为e-4数量级,相位误差为e-3数量级。仿真及硬件调试结果表明,算法的精度和实时性都能很好地满足电力系统谐波分析和谐波检测的实际要求。

全文目录


相似论文

  1. CMOS星敏感器图像采集系统研究,V448.2
  2. 同步电动机励磁控制系统研究,TM341
  3. 激光三角测量装置的优化研究,TH744.5
  4. 基于模糊整定PID的海浪运动模拟试验台控制系统设计,TP273.4
  5. 基于340MHz无线收发机的接口板设计与实现,TN859
  6. 便携式船舶轴系振动测量分析仪器研究,U664.21
  7. 基于CPLD的射频模块控制台的研究与设计,TP391.44
  8. Rogowski线圈电子式互感器的数字积分器设计,TP321.2
  9. 嵌入式电能质量监控终端的研究与设计,TP368.1
  10. 基于CPLD的平网印花机控制系统的研制,TP273
  11. 一种基于SHARC的数据记录设备的设计与实现,TN911.72
  12. 超声无损检测装置的研究与设计,TH878.2
  13. 基于GPRS和CPLD的LED大屏幕显示系统的研究,TN312.8
  14. 50位全自动高温反偏试验台软件及硬件设计,TM933.1
  15. 全自动50位高温反偏实验系统软件设计,TM769
  16. 基于电子式互感器的数据采集系统及采样值传输研究,TM452
  17. 基于嵌入式的综合测试仪的设计与实现,TP368.1
  18. 三极管自动分选机硬件电路及其软件系统设计,TN32
  19. 数控系统的算法仿真及其硬件设计,TG659
  20. 数控机床的嵌入式运动控制器的设计,TG659
  21. 神经网络在电力系统谐波分析中的应用研究,TM711

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 频率、波形参数的测量及仪表
© 2012 www.xueweilunwen.com