【正文】 ...................... 9 電壓偏差的測(cè)量 ................................................................................... 9 頻率及頻率偏差的測(cè)量 ..................................................................... 10 諧波測(cè)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(cè)量方法的比較 ................................................................. 11 本章小結(jié) .................................................................................................... 12 第 3 章 電力參數(shù)測(cè)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(shí)間抽取 (DIT)的基 2FFT 算法原理 ............................................. 15 按時(shí)間抽取的 FFT 算法的特點(diǎn) ......................................................... 17 實(shí)序列 FFT 的高效算法 .................................................................... 18 諧波分析中 FFT 算法存在的問(wèn)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(jié) .................................................................................................... 30 第 4 章 電力參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ........................................................ 31 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)方案 ............................................................................. 31 多通道數(shù)據(jù)采集模塊的硬件設(shè)計(jì) ............................................................. 32 信號(hào)調(diào)理單元的設(shè)計(jì) ......................................................................... 32 A/D 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì) ................................................................... 34 DSP 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì) .............................................................................. 37 IV 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 DSP 處理器芯片的選型 ...................................................................... 37 外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展以及存儲(chǔ)空間配置 .............................................. 38 DSP 與 MCU 的接口設(shè)計(jì) ...................................................................... 41 MCU 人機(jī)接口模塊設(shè)計(jì) .............................................................................. 42 MCU 的選型及芯片介紹 ...................................................................... 42 液晶顯示電路的設(shè)計(jì) ......................................................................... 43 鍵盤接口電路設(shè)計(jì) ............................................................................. 44 串行通訊接口電路設(shè)計(jì) ..................................................................... 45 本章小結(jié) .................................................................................................... 45 第 5 章 電力參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ........................................................ 46 CCS 集成軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境與設(shè)計(jì)原則 ........................................................... 46 系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì) ................................................................................. 47 系統(tǒng)軟件功能綜述 ............................................................................. 47 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主流程圖 ..................................................................... 48 系統(tǒng)自舉啟動(dòng)的軟件實(shí)現(xiàn) ......................................................................... 49 Bootloader 的 16Bit EPROM 的并行引導(dǎo)模式 .................................. 49 DSP 的 Bootloader 設(shè)計(jì) .................................................................... 51 數(shù)據(jù)采集模塊的軟件設(shè)計(jì) ......................................................................... 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(shè)計(jì) .................................................................. 56 數(shù)的定標(biāo) ............................................................................................ 57 FFT 算法在 DSP 上的實(shí)現(xiàn) .................................................................. 58 DSP 與 MCU 的 HPI 通信設(shè)計(jì) ...................................................................... 61 低通 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) ..................................................................... 61 窗函數(shù)法 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理 .............................................. 62 基于凱澤窗的低通 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) ...................................... 64 本章小結(jié) .................................................................................................... 68 結(jié)論 ....................................................................................................................... 69 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 71 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 ............................................................................. 74 哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 .......................................................... 75 哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書 .......................................................... 75 致謝 ....................................................................................................................... 76 V 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1章 緒論 本文研究的背景和意義 現(xiàn)代社會(huì)中，電能是一種最為廣泛使用的能源，其應(yīng)用程度是一個(gè)國(guó)家發(fā) 展水平的主要標(biāo)志之一?，F(xiàn)代社會(huì)對(duì)電能的需求量日益增加，同時(shí)對(duì)電能質(zhì)量 的要求也越來(lái)越高。隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一方面為電力系統(tǒng)的發(fā) 展和進(jìn)步提供了空間和新的技術(shù)手段，另一方面也給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)許多 負(fù)面影響，由此也給電力工作者和研究者帶來(lái)許多新的研究課題：電力系統(tǒng)中 各重要節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、用電量等都對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著關(guān)鍵作 用，所以要對(duì)電網(wǎng)的各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)的數(shù) 據(jù)分析電網(wǎng) 的運(yùn)行質(zhì)量，預(yù)防因供電質(zhì)量引起的用電設(shè)備故障。 一直以來(lái)，供電線路的電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率等參 數(shù)的檢測(cè)是掌握供電線路和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)，有些參數(shù)還是保證功率補(bǔ)償 有效性和合理性的決策依據(jù)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)負(fù)載的復(fù)雜 程度增加了，整流器、變頻器以及電弧爐等各種非線性負(fù)載在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和輸 用電設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)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