【正文】 ...................... 9 電壓偏差的測量 ................................................................................... 9 頻率及頻率偏差的測量 ..................................................................... 10 諧波測量理論綜述 .................................................................................... 10 諧波的定義及其產(chǎn)生原因 ................................................................. 10 現(xiàn)存諧波測量方法的比較 ................................................................. 11 本章小結 .................................................................................................... 12 第 3 章 電力參數(shù)測量算法的分析研究及仿真 .................................................... 14 基于傅里葉變換的諧波分析算法 ............................................................. 14 按時間抽取 (DIT)的基 2FFT 算法原理 ............................................. 15 按時間抽取的 FFT 算法的特點 ......................................................... 17 實序列 FFT 的高效算法 .................................................................... 18 諧波分析中 FFT 算法存在的問題及解決辦法 .......................................... 20 基于加窗插值的 FFT 算法的分析與研究 .................................................. 23 常用窗函數(shù)及其特性 ......................................................................... 24 基于窗函數(shù)的插值 FFT 算法原理 ..................................................... 25 基于窗函數(shù)的插值 FFT 算法的 MATLAB 仿真分析 ........................ 28 本章小結 .................................................................................................... 30 第 4 章 電力參數(shù)實時測量系統(tǒng)的硬件設計 ........................................................ 31 系統(tǒng)硬件總體設計方案 ............................................................................. 31 多通道數(shù)據(jù)采集模塊的硬件設計 ............................................................. 32 信號調(diào)理單元的設計 ......................................................................... 32 A/D 數(shù)據(jù)采集模塊的設計 ................................................................... 34 DSP 數(shù)據(jù)處理模塊設計 .............................................................................. 37 IV 哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文 DSP 處理器芯片的選型 ...................................................................... 37 外部存儲器的擴展以及存儲空間配置 .............................................. 38 DSP 與 MCU 的接口設計 ...................................................................... 41 MCU 人機接口模塊設計 .............................................................................. 42 MCU 的選型及芯片介紹 ...................................................................... 42 液晶顯示電路的設計 ......................................................................... 43 鍵盤接口電路設計 ............................................................................. 44 串行通訊接口電路設計 ..................................................................... 45 本章小結 .................................................................................................... 45 第 5 章 電力參數(shù)實時測量系統(tǒng)的軟件設計 ........................................................ 46 CCS 集成軟件開發(fā)環(huán)境與設計原則 ........................................................... 46 系統(tǒng)軟件的總體設計 ................................................................................. 47 系統(tǒng)軟件功能綜述 ............................................................................. 47 系統(tǒng)軟件設計主流程圖 ..................................................................... 48 系統(tǒng)自舉啟動的軟件實現(xiàn) ......................................................................... 49 Bootloader 的 16Bit EPROM 的并行引導模式 .................................. 49 DSP 的 Bootloader 設計 .................................................................... 51 數(shù)據(jù)采集模塊的軟件設計 ......................................................................... 53 McBSP 的初始化 .................................................................................. 54 AD73360 的初始化 .............................................................................. 55 DSP 數(shù)據(jù)處理模塊的軟件設計 .................................................................. 56 數(shù)的定標 ............................................................................................ 57 FFT 算法在 DSP 上的實現(xiàn) .................................................................. 58 DSP 與 MCU 的 HPI 通信設計 ...................................................................... 61 低通 FIR 數(shù)字濾波器的設計 ..................................................................... 61 窗函數(shù)法 FIR 數(shù)字濾波器的設計原理 .............................................. 62 基于凱澤窗的低通 FIR 數(shù)字濾波器的設計 ...................................... 64 本章小結 .................................................................................................... 68 結論 ....................................................................................................................... 69 參考文獻 ............................................................................................................... 71 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文 ............................................................................. 74 哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文原創(chuàng)性聲明 .......................................................... 75 哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文使用授權書 .......................................................... 75 致謝 ....................................................................................................................... 76 V 哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文 第 1章 緒論 本文研究的背景和意義 現(xiàn)代社會中，電能是一種最為廣泛使用的能源，其應用程度是一個國家發(fā) 展水平的主要標志之一。現(xiàn)代社會對電能的需求量日益增加，同時對電能質(zhì)量 的要求也越來越高。隨著科學技術和國民經(jīng)濟的發(fā)展，一方面為電力系統(tǒng)的發(fā) 展和進步提供了空間和新的技術手段，另一方面也給電網(wǎng)的安全運行帶來許多 負面影響，由此也給電力工作者和研究者帶來許多新的研究課題：電力系統(tǒng)中 各重要節(jié)點的電壓、電流、用電量等都對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起著關鍵作 用，所以要對電網(wǎng)的各種運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，并根據(jù)檢測的數(shù) 據(jù)分析電網(wǎng) 的運行質(zhì)量，預防因供電質(zhì)量引起的用電設備故障。 一直以來，供電線路的電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等參 數(shù)的檢測是掌握供電線路和設備運行狀態(tài)的基礎，有些參數(shù)還是保證功率補償 有效性和合理性的決策依據(jù)。隨著電力電子技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)負載的復雜 程度增加了，整流器、變頻器以及電弧爐等各種非線性負載在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和輸 用電設備中得到了廣泛的應用，電力線上傳輸?shù)囊呀?jīng)不再是純凈的 50Hz 交流電 了，而變成包含著諧波和各種干擾