本文關(guān)鍵詞：嵌入式電能質(zhì)量監(jiān)測儀的研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當今社會的發(fā)展對電力需求正在迅速增長,與此同時,對供電質(zhì)量的要求也越來越高,許多電能質(zhì)量問題導致了產(chǎn)品質(zhì)量下降,生產(chǎn)流程中斷,甚至設(shè)備損壞,影響國民經(jīng)濟的總體效益,因此,在建設(shè)智能電網(wǎng)的理念下,研究與分析電能質(zhì)量監(jiān)測儀,保證電網(wǎng)中廣大用戶安全可靠運行,已經(jīng)成為電力可持續(xù)發(fā)展的必要條件。 本文在電能質(zhì)量分析的理論方法上進行了深入研究,為各項電能指標在線計算提供了理論依據(jù),其中針對檢測技術(shù)復雜,研究相對不足的電壓閃變理論,在含有高次諧波時提取電壓閃變量會引入快速變化不對稱振蕩幅值的問題,提出了改進希爾伯特變換求解含高次諧波閃變量的方法,利用同步檢波原理和小波包分析處理希爾伯特變換后的閃變信號可以提高檢測精度,并在MATLAB中得到仿真結(jié)果。另外本文根據(jù)現(xiàn)場需求對電能質(zhì)量監(jiān)測儀進行了詳細的產(chǎn)品設(shè)計,考慮到監(jiān)測系統(tǒng)所需的多通道采集、海量數(shù)據(jù)處理、及滿足實時性的條件,本課題最終提出以DSP為核心,輔以FPGA和ARM的嵌入式電能質(zhì)量監(jiān)測儀的硬件設(shè)計方案,由于作者在工作中的偏重,本文重點在算法,原理圖設(shè)計和DSP部分。在模塊化設(shè)計的指導思想下,進行電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計,利用FPGA的并行處理能力和數(shù)據(jù)高速傳輸時邏輯時序控制,控制AD7606數(shù)據(jù)采集及傳輸；利用DSP強大的數(shù)據(jù)運算處理能力,完成基本電參量和各項電能指標的計算與分析；利用ARM微處理器豐富的外圍接口電路以及方便移植嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)勢,實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度,數(shù)據(jù)顯示,人機交互界面等功能。 經(jīng)測試,本文改進算法后的電壓閃變測量精度明顯提高,所設(shè)計的電能質(zhì)量監(jiān)測儀在滿足需求的條件下能夠長期穩(wěn)定運行,初步達到預期目標。最后對整個監(jiān)測系統(tǒng)進行性能測試,所得測試結(jié)果驗證了各項指標達到國家標準,實現(xiàn)了電能質(zhì)量在線監(jiān)測和分析的目的。
【關(guān)鍵詞】：電能質(zhì)量 電壓閃變 希爾伯特 DSP 嵌入式系統(tǒng)
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM711
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題背景9-12
• 1.1.1 電能質(zhì)量的基本概念9-10
• 1.1.2 電能質(zhì)量問題的分類10
• 1.1.3 電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生與危害10-11
• 1.1.4 電能質(zhì)量監(jiān)測的重要性11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢12-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展狀況13-14
• 1.2.3 電能質(zhì)量監(jiān)測分析的發(fā)展趨勢14-15
• 1.3 本論文主要研究工作15-17
• 第二章 電能質(zhì)量指標分析和理論方法研究17-27
• 2.1 電能質(zhì)量各項指標測量與計算17-22
• 2.1.1 供電電壓偏差17
• 2.1.2 電力系統(tǒng)頻率偏差17-18
• 2.1.3 公用電網(wǎng)諧波18-19
• 2.1.4 電壓波動與閃變19-21
• 2.1.5 三相電壓不平衡21-22
• 2.1.6 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓22
• 2.2 基于希爾伯特變換檢測電壓波動與閃變22-23
• 2.2.1 Hilbert變換的基本原理22-23
• 2.2.2 Hilbert變換解調(diào)法23
• 2.3 改進希爾伯特變換方法求含有高次諧波的閃變量23-27
• 2.3.1 同步檢波原理提取閃變信號24-25
• 2.3.2 小波包分析原理實現(xiàn)降噪25-27
• 第三章 電能質(zhì)量監(jiān)測儀硬件設(shè)計27-42
• 3.1 電能質(zhì)量監(jiān)測儀總體設(shè)計方案27-28
• 3.2 數(shù)據(jù)采集模塊硬件設(shè)計28-31
• 3.2.1 互感器電路設(shè)計28-29
• 3.2.2 信號放大電路設(shè)計29-30
• 3.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計30-31
• 3.3 數(shù)據(jù)處理模塊硬件設(shè)計31-36
• 3.3.1 數(shù)據(jù)信號處理器的選型32-33
• 3.3.2 電源與復位電路設(shè)計33-35
• 3.3.3 存儲擴展電路設(shè)計35
• 3.3.4 時鐘、JTAG調(diào)試電路設(shè)計35-36
• 3.4 數(shù)據(jù)顯示模塊硬件設(shè)計36-40
• 3.4.1 電源電路設(shè)計36-37
• 3.4.2 存儲擴展電路37-39
• 3.4.3 網(wǎng)口電路設(shè)計39
• 3.4.4 LCD接口電路設(shè)計39-40
• 3.5 數(shù)據(jù)傳輸硬件模塊40-42
• 第四章 電能質(zhì)量監(jiān)測儀的軟件設(shè)計42-48
• 4.1 數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計42-43
• 4.2 數(shù)據(jù)處理模塊軟件設(shè)計43-46
• 4.2.1 DSP軟件開發(fā)壞境43-44
• 4.2.2 電能指標計算主程序44-45
• 4.2.3 DSP中閃變計算子程序45-46
• 4.3 數(shù)據(jù)顯示模塊軟件設(shè)計46-48
• 第五章 電能質(zhì)量監(jiān)測儀性能測試及分析48-58
• 5.1 信號采集電路測試48-50
• 5.1.1 工作電壓測試48
• 5.1.2 采樣精度測試48-50
• 5.2 數(shù)據(jù)傳輸與顯示測試50-51
• 5.3 Hilbert算法仿真結(jié)果及分析51-54
• 5.4 電能質(zhì)量監(jiān)測儀的指標測試54-58
• 5.4.1 測試結(jié)果分析56-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 總結(jié)58-59
• 6.2 展望59-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63-64
• 附件64-65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：嵌入式電能質(zhì)量監(jiān)測儀的研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：353035