【正文】 Reserved pvector addr offset3DH B PHANTOM 。Reserved pvector addr offset35H B PHANTOM 。Reserved pvector addr offset2DH B PHANTOM 。Reserved pvector addr offset25H B PHANTOM 。Reserved pvector addr offset1DH B PHANTOM 。Reserved pvector addr offset15H B PHANTOM 。Reserved pvector addr offset0DH B PHANTOM 。Reserved pvector addr offset05H B PHANTOM 。PM 3E User S/W int 。PM 2E User S/W int SW_INT24 B PHANTOM 。PM 1E User S/W int SW_INT16 B PHANTOM 。PM E (Analysis Int) 10SW_INT8 B PHANTOM 。定義主向量段RSVECT B _c_int0 。60st1_temp .usect .b20，1 。這對(duì)我們以后的工作和人生將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本文設(shè)計(jì)該傳感器的測(cè)量電路——電荷放大器，所謂電荷放大器是負(fù)反饋放大器的一種，能得到與輸入電荷成比例的電壓輸出。 振動(dòng)信號(hào)的分析分析中采用軟閾值中的啟發(fā)式閾值，小波分解層次選擇5層，去噪徹底，能夠取得更為平滑和理想的去噪效果。在實(shí)際工程應(yīng)用中，有用信號(hào)通常表現(xiàn)為低頻信號(hào)或是一些比較平穩(wěn)的信號(hào)，而噪聲信號(hào)則通常表現(xiàn)為高頻信號(hào)，所以我們可以先對(duì)含噪信號(hào)進(jìn)行小波分解，用門限閾值對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行處理，重構(gòu)信號(hào)即可達(dá)到去噪的目的。Ψ(t) 可以被看作是品質(zhì)因子Q恒定的帶通濾波器，根據(jù)小波變換的性質(zhì)可得，帶通濾波器的帶寬Vf正比于中心頻率f，即：Vf/f=Q。小波分析具有良好的時(shí)頻局部化特性，繼承和發(fā)展了短時(shí)傅立葉變換的思想，具有敏感的“變焦”特性，被譽(yù)為“數(shù)學(xué)顯微鏡”，為非平穩(wěn)信號(hào)分析、弱信號(hào)提取和信號(hào)濾波等提供了一條有效途徑。BaudRate’，9600)建立一個(gè)波特率為9600的串口SSET(S)顯示串口的所有屬性FOPEN(S)打開串口SFSCANF(S)以指定的格式從串口S讀入數(shù)據(jù)FPRINTF(S)向串口S發(fā)送數(shù)據(jù)FCLOSE(S)關(guān)閉串口對(duì)象SDELETE(S)刪除串口對(duì)象S對(duì)于WINDOWS系統(tǒng)而言，硬件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序有著十分嚴(yán)格的規(guī)范，可以用C或匯編語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，而MATLAB本身是一個(gè)跨平臺(tái)的軟件，并不具備直接訪問硬件的能力。如果任一位不為0，則處理器的啟動(dòng)結(jié)束并開始尋找另一個(gè)起始位。接收和發(fā)送子程序則是完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。查詢方式就是在主程序中查詢相應(yīng)的中斷標(biāo)志位，滿足條件就執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序，否則就不執(zhí)行，但是這種工作方式需要在計(jì)算機(jī)和DSP之間交換數(shù)據(jù)，查詢、等待會(huì)很大程度的占用CPU的內(nèi)存。（2）輸入待濾波樣值從I/O口得到，直接送到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。采用MACD指令結(jié)合RPT指令就可以實(shí)現(xiàn)單周期的濾波樣值計(jì)算：RPT N一1MACD (程序地址)，(數(shù)據(jù)地址)其中，指令“RPT N—l”將立即數(shù)N—l裝入到重復(fù)計(jì)數(shù)器，使下一條指令重復(fù)執(zhí)行N次。在CPU混亂時(shí)完成系統(tǒng)的復(fù)位功能，有效地防止程序跑飛，提高CPU的可靠性，保證了系統(tǒng)的完整性 A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)圖42 ADC轉(zhuǎn)換流程圖TMS320LF2407A片內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC在設(shè)計(jì)上具有很強(qiáng)的靈活性，其內(nèi)部具有多達(dá)16個(gè)的模擬輸入通道(ADCIN0—ADCINl5)和4個(gè)不同的中斷觸發(fā)方式，以及靈活的中斷控制方式。通常做法是程序核心部分(即經(jīng)常調(diào)用部分)采用匯編語(yǔ)言編寫，以提高整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行效率。整個(gè)接口電路簡(jiǎn)單，可靠性高。SCI有一個(gè)16位的波特率選擇寄存器。（12）內(nèi)置自測(cè)試模式。（4）兩個(gè)獨(dú)立的最多可選擇8個(gè)模擬轉(zhuǎn)換通道的排序器(SEQl秘SEQ2)可以獨(dú)立工作在雙排序模式，或者級(jí)連之后工作在一個(gè)最多可選擇16個(gè)模擬轉(zhuǎn)換通道的排序器模式。圖314 Flash燒寫電源電路VCCP為TMS320LF2407A的Flash燒寫電源輸入腳。第六腳是機(jī)械鍵位，該腳無插針，而仿真器上該腳位置也無插孔。當(dāng)電平達(dá)到DSP的“高電平1”時(shí)，復(fù)位過程結(jié)束，DSP轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。高性能電容是指高頻特性好且內(nèi)阻小的電容。%的誤差以內(nèi)，而且電流限制也得到了調(diào)整，以盡量減少因穩(wěn)壓器和電源電路超載而造成的壓力。降壓后需進(jìn)行整流流整，這流部分電路的設(shè)計(jì)可采用橋式整流電路。為了降低同相放大器對(duì)濾波器時(shí)間常數(shù)的影響，我們還是采用高輸入阻抗運(yùn)算放大器。因?yàn)槲覀儨y(cè)量的信號(hào)頻率不是很高，所以我們采用的是二階RC有源濾波器，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單，易調(diào)節(jié)，其電路原理圖如圖35所示。為此，需在放大器中采用低通濾波器，以補(bǔ)償傳感器引起的高頻幅頻特性。這部分的作用是當(dāng)被測(cè)非電量(加速度或壓力)一定時(shí)，用不同靈敏度的傳感器去測(cè)量時(shí)，有相同的輸出，以便處理記錄下來的圖形和數(shù)據(jù)。現(xiàn)在隨著集成電路的發(fā)展，已出現(xiàn)集成了高阻輸入級(jí)的運(yùn)放，輸入阻抗可達(dá)到1012以上。根據(jù)壓電加速度傳感器的等效電路，它的輸出可以是電壓，也可以是電荷，因此前置放大電路也有兩種形式:電壓放大器和電荷放大器。圖23 測(cè)試系統(tǒng)原理框圖本系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。從7O年代中期開始， 經(jīng)Cleve Moler等研究開發(fā)了調(diào)用LINPACK和EISPACK的FORTRAN子程序庫(kù)，Cleve Moler編寫了方便使用LINPACK和EISPACK的接口程序，并把這個(gè)接口程序取名為MATLAB，1983年春，Johr．Little和Moler、Steve、Banqert一起合作開發(fā)第二代專業(yè)版的MATLAB，MATL B的核心開始用C語(yǔ)言編寫， 同時(shí)增加了繪圖和圖形功能。現(xiàn)在，對(duì)于其性質(zhì)隨時(shí)間是穩(wěn)定不變的信號(hào)，處理的理想工具仍然是傅立葉分析。通過伸縮和平移等運(yùn)算功能可對(duì)函數(shù)或信號(hào)進(jìn)行多尺度的細(xì)化分析，解決了Fourier變換不能解決的許多困難問題。小波變換具有“變焦”的特點(diǎn)和良好的時(shí)頻局部化特性，可以把信號(hào)在空間和頻域上局部化。據(jù)報(bào)道，Xilinx 公司的VirtexII FPGA對(duì)快速傅立葉變換(FFT)的處理可提高30倍以上。這個(gè)系統(tǒng)包括DSP 和系統(tǒng)接口軟件等。在許多應(yīng)用中均需要同時(shí)具有智能控制和數(shù)字信號(hào)處理兩種功能，如數(shù)字蜂窩電話就需要監(jiān)測(cè)和聲音處理功能。在工業(yè)控制和家電領(lǐng)域中，一個(gè)比較大的市場(chǎng)是變頻器（一種電動(dòng)機(jī)控制器）和不間斷電源UPS。 DSP的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)往往是采取主從式結(jié)構(gòu)：在一塊電路板上，DSP做從機(jī)，負(fù)責(zé)數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算；外加一塊嵌入式微處理器做主機(jī)，來完成輸入、控制、顯示等其他功能。DSP微處理器（芯片）一般具有如下主要特點(diǎn)：（1） 在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法；（2） 程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時(shí)訪問指令和數(shù)據(jù)；（3） 片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問；（4） 具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持；（5） 快速的中斷處理和硬件I/O支持；（6） 具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器；（7） 可以并行執(zhí)行多個(gè)操作；（8） 支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。支座與待測(cè)物剛性地固定在一起。壓電式加速度傳感器因?yàn)榫哂袦y(cè)量頻率范圍寬、量程大、體積小、重量輕、對(duì)被測(cè)件的影響小以及安裝使用方便，所以成為最常用的振動(dòng)測(cè)量傳感器。（3）斷路器的機(jī)構(gòu)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的傳遞過程是復(fù)雜的，沖擊(振源)位置與測(cè)量位置的變更都會(huì)顯著地改變實(shí)測(cè)振動(dòng)信號(hào)的特性。12kV真空斷路器合閘后的觸頭反力常常超過10 kN。當(dāng)有動(dòng)作信號(hào)時(shí)，合閘或分閘線圈中的電流產(chǎn)生磁勢(shì)，動(dòng)、靜鐵圖21 永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖芯中的磁場(chǎng)由線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加合成，使動(dòng)鐵芯完成開關(guān)的分合任務(wù)。第5章主要介紹信號(hào)處理方法及相關(guān)程序編寫，完成對(duì)振動(dòng)信號(hào)故障特征值提取。而且還能分析各種重要參數(shù)的變化趨勢(shì)，判斷有無存在故障的先兆，提高運(yùn)行可靠性，為設(shè)備的狀態(tài)維修提供依據(jù)。1 緒論 課題背景及研究意義現(xiàn)代社會(huì)對(duì)供電質(zhì)量和供電可靠性的要求越來越高，電力系統(tǒng)中各種器件和裝置的工作性能是保證質(zhì)昔和可靠性的關(guān)鍵。斷路器的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)是典型的帶有噪聲的非平穩(wěn)信號(hào)，分析比較困難。以在線監(jiān)測(cè)為前提的狀態(tài)檢修體制，克服了“到期必修，修必修好”的盲目性和強(qiáng)制性。永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器由于具有諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足供電部門的運(yùn)行要求，因此受到國(guó)內(nèi)外許多斷路器生產(chǎn)廠家的青睞。據(jù)國(guó)際大電網(wǎng)CIGRE對(duì)斷路器故障凋查的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，％的故障是由于操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障引起的。在線監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵是綜合考慮各種監(jiān)測(cè)方法現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的難易程度和成本，既要保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身不過與復(fù)雜。目前對(duì)高壓斷路器性能的檢查， 主要是在交接和停電，結(jié)合大、小修進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，檢查其絕緣狀況和操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械特性，對(duì)斷路器的維修則基本上采用預(yù)防性維修即定期更換零部件進(jìn)行大修的方法。第2章介紹系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)，即傳感器的選擇、控制芯片選擇、小波分析從理論上簡(jiǎn)述基本的設(shè)計(jì)。雙穩(wěn)態(tài)可以采用單線圈，雙穩(wěn)態(tài)雙線圈永磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖21所示。真空斷路器的反力特性與油斷路器、SF6斷路器不同。 斷路器合閘振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)高壓斷路器是一種瞬時(shí)動(dòng)作電器，平常處于靜止?fàn)顟B(tài)，只是在執(zhí)行分合閘命令時(shí)才快速動(dòng)作，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，其振動(dòng)信號(hào)有以下特點(diǎn)：（1）振動(dòng)信號(hào)是瞬時(shí)非平穩(wěn)信號(hào)，不具有周期性。絕大多數(shù)的工程振動(dòng)信號(hào)均可分解成一系列特定頻率和幅值的正弦信號(hào)，因此，對(duì)某一振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量，實(shí)際上是對(duì)組成該振動(dòng)信號(hào)的正弦頻率分量的測(cè)量。因此，在工程力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、石油勘探、聲波測(cè)井、電聲學(xué)等許多技術(shù)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。其追求的是至高性能，最近新推出的芯片速度高達(dá)1GHZ，適合寬帶網(wǎng)絡(luò)、圖像、影像、雷達(dá)等處理應(yīng)用。由于C2000定位在控制領(lǐng)域，其包含了大量片內(nèi)外設(shè)，如IO、SCI、SPI、CAN、A/D等等。(1) 數(shù)字信號(hào)處理器的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，多通道結(jié)構(gòu)和單指令多重?cái)?shù)據(jù)(SIMD)、特大指令字組(VLIM)將在新的高性能處理器中將占主導(dǎo)地位，如Analog Devices的ADSP2116x。LSI Logic 公司的LSI401Z采用高檔CPU的分支預(yù)示和動(dòng)態(tài)緩沖技術(shù)，結(jié)構(gòu)規(guī)范，利于編程，不用擔(dān)心指令排隊(duì)，使得性能大幅度提高。毋庸置疑，SOC將成為市場(chǎng)中越來越耀眼的明星。 小波分析斷路器在分合閘操作中所產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)是一系列無規(guī)則的信號(hào)量，這些振動(dòng)信號(hào)中還會(huì)夾雜著各種各樣的噪聲干擾和隨機(jī)振動(dòng)。它與Fourier變換、窗口Fourier變換（Gabor變換）相比，這是一個(gè)時(shí)間和頻率的局域變換，因而能有效的從信號(hào)中提取信息，通過伸縮和平移等運(yùn)算功能對(duì)函數(shù)或信號(hào)進(jìn)行多尺度細(xì)化分析（Multiscale Analysis），解決了Fourier變換不能解決的許多困難問題，從而小波變化被譽(yù)為“數(shù)學(xué)顯微鏡”，它是調(diào)和分析發(fā)展史上里程碑式的進(jìn)展。電子信息技術(shù)是六大高新技術(shù)中重要的一個(gè)領(lǐng)域，它的重要方面是圖像和信號(hào)處理。（3） 小波多尺度分析在多尺度分析方面的應(yīng)用主要是對(duì)化學(xué)電信號(hào)進(jìn)行小波分解，使原來單一的時(shí)域信號(hào)分解為系列不同頻率尺度下的信號(hào)，然后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分析研究?，F(xiàn)在，MATLAB有30多個(gè)工具箱(TOOLBOX)功能極其強(qiáng)大，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化、小波分析、信號(hào)、圖像處理、控制系統(tǒng)、偏微分方程、模糊邏輯、統(tǒng)計(jì)分析、樣條、系統(tǒng)辨識(shí)等，為科學(xué)研究和工程計(jì)算提供了一個(gè)方便有效的工具。用戶可以在時(shí)域數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上作小波變換變換，并顯示頻譜圖。電荷轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)電荷放大器的核心部分，這部分的輸出電荷信號(hào)Q轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)V。本部分電路如圖32所示。電荷轉(zhuǎn)換部分的運(yùn)算放大器的兩個(gè)調(diào)零端還需接入調(diào)零電路，減小運(yùn)放的失調(diào)電壓，具體可參見芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)。但是，由于它的阻抗頻率特性沒有隨頻率而急劇改變的諧振性能，故選擇性欠佳。二是利用改變同相放大的增益來改變整機(jī)的增益，因?yàn)楸菴f=100pF再靈敏的檔，就得采用更小的的反饋電容，此時(shí)不但分布電容影響大，精度也不易保證，而且為了保證時(shí)間常數(shù)不變，Rf也得再相應(yīng)提高，要減小漂移，及也得相應(yīng)再提高，輸入絕緣要求也提高了，所以我們此檔Cf還用100pF，而利用改變同相放大器的增益來改變整個(gè)電路的增益。考慮到所使用的放大器為TL084，是一個(gè)雙端供電放大器，供電電壓為15V，因此穩(wěn)壓電源電路中可使用常用的穩(wěn)壓管——三端穩(wěn)壓管L7915和L7815，他們的穩(wěn)壓性能好，工作電壓要求不高，符合設(shè)計(jì)中電荷放大器的供電電壓，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。本設(shè)計(jì)采用AMS1117 。由于TMS320LF2407A具有片內(nèi)ADC部件，因此它不能看做一般的純數(shù)字DSP器件，而是一個(gè)混合電路芯片。上電時(shí)，電容C電壓為零，這個(gè)零電壓——復(fù)位信號(hào)通過R送給DSP，產(chǎn)生復(fù)位機(jī)制。JTAG仿真接口是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的14針接口，對(duì)于所有的插卡式或外置式仿真器，包括XD510\XDS510PP\XD510USB和XDS560等，均采用如圖310所示的統(tǒng)一格式。分頻系數(shù)和倍頻技術(shù)由SCSR1寄存器的第9～11位決定，其電路圖如圖312所示。DSP芯片TMS320LF2407A內(nèi)置ADC模塊，具有以下特性：（1）帶內(nèi)置采樣/保持(S/H)的lO位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC。（9）排序器可工作在啟動(dòng)/停止模式，允許多個(gè)按時(shí)間排序