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基于dsp的智能電力參數(shù)測(cè)試儀的研究畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-免費(fèi)閱讀

  

【正文】 //復(fù)位 SEQ1,且清除 INT FLAG SEQ1 標(biāo)志寫 1 清 0 enable()。 //啟動(dòng)定時(shí)器 4 } //若是其他中斷,則直接返回子程序 void interrupt nothing() { return。 //清除 EVB 中斷標(biāo)志,寫 1清 0 ADCTRL1=0x010。 //CLKIN=6MHZ,CLKOUT=4CLKIN=24MHZ WDCR=0x0E8。 //定義一個(gè)數(shù)組用于保存 A/D 結(jié)果 volatile unsigned int *j。 電參數(shù)測(cè)量?jī)x一般工作在電、磁干擾比較嚴(yán)重,多種干擾并存的復(fù)雜場(chǎng) ,例如:本系統(tǒng)在硬件抗干擾和諧波 處理方面存在著 缺陷、由于時(shí)間問(wèn)題,軟件程序只編寫了 A/D轉(zhuǎn)換的程序等 29 參考文獻(xiàn) [1] 盧勝利 .智能儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M].重慶 :重慶大學(xué)出版社, 20xx [2] 魏偉 .多功能電參數(shù)測(cè)量?jī)x [P].中國(guó) 專利 : CN20xx30207, 20xx108 [3] 肖湘寧 .電能質(zhì)量分析與控制 [M].北京 :中國(guó)電力出版社, 20xx [4] 邱關(guān)源 .電路 [M].北京 :高等教育出版社, 1999 [5] 魏偉 .數(shù)字儀表的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)研究 [J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù) ,:125127 [6] 李芙英 .用準(zhǔn)同步離 Fourier 變換實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度諧波分析 [J].清華大學(xué)學(xué)報(bào), 1999, 39(5): 3440 [7] 張斌 .基于變換的電能質(zhì)量分析方法 [J].電網(wǎng)技術(shù), 20xx,25(1): 2629 [8] 魏偉 . DSP 原理與實(shí)踐 [M].北京 :中國(guó)電力出版社, 20xx [9] 劉和平 . 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[24] 林海雪.論電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) [M].中國(guó)電力, 1997, (3): 7~ 10. 31 致謝 經(jīng)過(guò)將近半年的時(shí)間,畢業(yè)論文設(shè)計(jì)接近了尾聲。在此基礎(chǔ)上,將日益廣泛應(yīng)用的數(shù)字信號(hào)處理芯片與 數(shù)據(jù)處理算法有效地結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)了基于 DSP的 智能電力參數(shù)測(cè)試儀 。本裝置中模數(shù)轉(zhuǎn)換采用16位 AD轉(zhuǎn)換器 ADS8364,能分辨出滿刻度的 %。 第 5 章系統(tǒng) 誤差 分析 誤差分析 測(cè) 試儀器的精確度是衡量?jī)x器特性的主要指標(biāo),測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量誤差分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差,它們存在于測(cè)量的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。接收和發(fā)送流程如圖 和 所示: 25 中 斷 入 口從 接 收 緩 沖 寄存 器 U RRBR中讀 取 數(shù) 據(jù)結(jié) 束 圖 中斷接收流程圖 將 待 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 按 通 信規(guī) 約 組 織 成 數(shù) 據(jù) 幀將 數(shù) 據(jù) 寫 入 發(fā) 送 保 持寄 存 器 U R T H R 中返 回根 據(jù) 標(biāo) 志 位 的 值 取 出不 同 參 數(shù) 的 計(jì) 算 結(jié) 果標(biāo) 志 位 0YN 圖 發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖 異步通信中,數(shù)據(jù)發(fā)送端以固定的字符格式發(fā)送數(shù)據(jù),每個(gè)字符包括 1 個(gè)起始位、 58 個(gè)數(shù)據(jù)位、 1個(gè)奇偶校驗(yàn)位和 1~ 2 個(gè)停止位。 程序如圖 。 對(duì)于采樣數(shù)據(jù)讀取中斷和串口接收中斷,中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為采樣數(shù)據(jù)讀取中斷的優(yōu)先級(jí)高于串口接收中斷。其中, VC5502 的 IOPB0~ IOPB7用作數(shù)據(jù)接口,與液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線 DB0~ DB7 相連 ,完成與 SEDl335 問(wèn)的數(shù)據(jù)傳送; IOPA4 與/ WR 相連,寫 SEDl335 時(shí),置 IOPA4 為低; IOPA5 與瓜 D 相連,讀 SEDl335 時(shí),置 IOPA5 為低; IOPA6 與/ CS 相連作為片選,訪問(wèn) SEDl335 時(shí),置 IOPA6 為低; IOPA7 與 A0 相連,通過(guò)對(duì) IOPA7 寫 O 或 1,與 IOPA4 和 IOPA5配合來(lái)控制實(shí)現(xiàn)對(duì) SEDl335 接口部指令輸入緩沖 器、數(shù)據(jù)輸入緩沖器、數(shù)據(jù)輸出緩沖器和標(biāo)志寄存器的訪問(wèn)。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí),處理器不再響應(yīng)鍵輸入要求。 本儀器選用的 DSP芯片 TMS320VC5502中帶有通用異步串行通信。 FLASH 接口電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)是一個(gè)需要脫機(jī)運(yùn)行的 DSP 系統(tǒng),用戶代碼需要在加電后自動(dòng)裝載運(yùn)行。 TMS320VC5502內(nèi)外空間都統(tǒng)一編址,整個(gè) EMIF空間分為四個(gè)部分 CE0CE3,每個(gè) CE空間彼此獨(dú)立,可以進(jìn)行不同的訪問(wèn)控制,每個(gè)空間的大小為 4M字節(jié)片內(nèi)的存儲(chǔ)器自動(dòng)跳過(guò)。 (8)32Kxl6bit的片內(nèi) RAM,分為 8塊 4K 16bit的雙訪問(wèn) RAM (9)16Kxl6bit的片內(nèi) ROM,支持多種自舉裝載模式。 HPI是一個(gè) 8/ 16位的并行接口,可訪問(wèn) C5502內(nèi)部存儲(chǔ)器的 32K字, HPI支持對(duì)一系列主處理器的無(wú)縫連接。 TMS320VC55X是 TI公司推出的新一代定點(diǎn) DSP芯片, TMS320VC5502就是基于這一代 CPU處理核的定點(diǎn) DSP芯片。所以可以直接輸入到 AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換。當(dāng)三個(gè)保持信號(hào)同時(shí)被選通時(shí),六通道同步采樣。同時(shí),本裝置在設(shè)計(jì)中,需要在 5個(gè)周波中采樣 1024個(gè)點(diǎn),采樣頻率需要大于 10500Hz。測(cè)頻電路設(shè)計(jì)如圖 所示: 選擇三相電壓電流 6路信號(hào)的其中一路作為基準(zhǔn)進(jìn)行跟蹤,這里選擇 1 路電壓信號(hào),該電壓信號(hào)首先經(jīng)過(guò)前端由 LM324 構(gòu)成的射極跟隨器,射極跟隨器起緩沖、隔離、提高帶載能力的作用,然后通過(guò)由 LM339 構(gòu)成的過(guò)零比較電路將其轉(zhuǎn)換成與電壓信號(hào)頻率相同的方波信號(hào)以采集頻率信息。 鍵盤和顯示電路 :是人工干預(yù)系統(tǒng)的主要手段,與顯示器同屬人機(jī)通信部分。兩部分之間通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)是整個(gè)測(cè)試裝置設(shè)計(jì)中 最為重要的一部分,儀器的絕大部分測(cè)試功能都依靠這一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣修正算法的計(jì)算公式可改寫為: 1 2 22 1 0 2 2( ) ( . . . )llA N y y b b b???? ? ? ? ( ) 式中 0b , 2b ... 2lb 為多項(xiàng)式的偶次項(xiàng)系數(shù)。多項(xiàng)式逼近是一種近似計(jì)算復(fù)雜連續(xù)函數(shù)值的數(shù)值方法。 算法原理 設(shè)一個(gè)頻率為 0f 、幅值為 A、初相位為 ? 的單一頻率信號(hào) x(t),在經(jīng)過(guò)了采樣頻率為 sf 的模數(shù)變換后得到如下的形式的離散信號(hào): 0( ) s in ( 2 )sfx n A f???? ( ) 如果所加窗函數(shù)的時(shí)域形式為 w(n),其連續(xù)頻譜 w(2? f),則加窗后該信號(hào)的連續(xù)傅立葉變換為: 2 002 ( ) 2 ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )2j f n j jn ssf f f fAX f x n w n e e W e Wj f f? ? ???? ??? ? ?????? ? ?????? ( ) 如果忽略負(fù)頻點(diǎn) 0f 處頻峰的影響,在正頻點(diǎn) 0f 處附近的連續(xù)頻譜函數(shù)可以表達(dá)為: 02 ( )( ) ( )2 jsffAX f e Wjf? ? ?? ( ) 對(duì)上式進(jìn)行離散抽樣,即可得到它的離散傅立葉變換的表達(dá)式為:02 ( )( ) ( )2 jsk f fAX k f e Wjf? ? ???? ( ) 9 式中離散頻率間隔為 sffN??, N是數(shù)據(jù)截?cái)嗟拈L(zhǎng)度。 本文采用的測(cè)頻方法是硬件測(cè)頻法,它的實(shí)質(zhì)就是周期法。 對(duì)諧波測(cè)量的 方法進(jìn)行深入的分析和討論,提出用雙譜線插值算法進(jìn)行諧波分析, 研究分析其他各參數(shù)的測(cè)量方法, 進(jìn)行基于 DSP的軟、硬件設(shè)計(jì)。 目前市面上的一些智能型的電力參數(shù)測(cè)試儀,多采用一片普通單片機(jī) cPu(往往是 8位機(jī) ),同時(shí)完成電力參數(shù)的計(jì)算和整個(gè)儀表系統(tǒng)的管理任務(wù),再加上輸入變換、 A/ D轉(zhuǎn)換以及字長(zhǎng)等諸多環(huán)節(jié)的影響,致使儀器的整體 精度和準(zhǔn)確度越來(lái)越不能滿足日益提高的性能要求。均可能影響電器設(shè)備的正常使用功效及設(shè)備壽命,嚴(yán)重的還會(huì)危及 6 人身安全。 其中硬件部分主要包括 信號(hào)采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路、處理器及外圍電路、存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路 、鍵盤顯示電路 。近年來(lái)隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,各種非線性負(fù)載在生產(chǎn)和生活中得到廣 泛應(yīng)用,這些負(fù)載的非線性、沖擊性和不平衡性使電網(wǎng)供電質(zhì)量曰趨惡化,電力參數(shù)已成為人們掌握供電線路狀態(tài)和評(píng)價(jià)供電質(zhì)量的重要指標(biāo)。 對(duì) 于 功率 的 測(cè)量,本文采用間接測(cè)量算法。 關(guān)鍵詞 :電力參數(shù);頻率;諧波分析; DSP Abstract It is very significant that accurate and quick measurement of the electric power parameter for realizing the automation of power work 4 dispatching and guaranteeing the safe operation of power work. With the development of modem power electronic technology,nonlinear loads are extensively applied in production and life. Their nonlinearity,impact and imbalance make power quality woPse and worse. Electric power parameters bee very important for people to grasp power supply line state and appraise electric quality. Measuring electric power parameters by digital signal processing technology has superiority in improving measurement precision and realtime performance. At the same time,digitization measurement makes the measurement system more intelligent. First,this paper introduces the development status and background of electric power parameters test instrument overall. The paper This frequency measurement method is hardware measuring method . In harmonic analysis. The improvement of fast Fourier transform the dual spectrum lines interpolation paper adopts
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