基于DSP的电力参数高精度测量装置的设计
基于DSP的智能型电力参数测试仪的研究的开题报告
基于DSP的智能型电力参数测试仪的研究的开题报告一、研究背景与意义随着电力系统的不断发展与完善，电力参数的测试与监测已成为保证电网稳定、安全运行的必要手段之一。
传统的电力参数测试仪通常采用模拟电路设计，成本高、体积大、易受外界干扰等缺点日益凸显。
而采用数字信号处理（DSP）技术的智能型电力参数测试仪具有精度高、抗干扰能力强、可重构性好等优点，受到了广泛的关注和应用。
智能型电力参数测试仪的研究不仅有助于提高电力系统的安全性和稳定性，也符合国家能源战略的要求，具有重要的现实意义和应用价值。
二、研究内容和方法本研究的主要内容是基于DSP技术研制智能型电力参数测试仪。
研究包括以下方面：1.电力参数测试仪的原理分析。
主要是分析电力系统的参数含义，以及利用DSP实现参数测试的原理和方法。
2.系统硬件设计。
采用高性能DSP芯片作为中心处理器，搭配高性能采样电路和低通滤波器，保证系统的高精度和抗干扰性能。
3.系统软件设计。
设计实时数据采样、测量和处理算法，使系统具有快速响应、精度高、抗干扰性强的特点。
4.系统性能测试与分析。
对所研制的系统进行性能测试，分析系统的精度、响应速度等参数。
三、预期成果本研究的预期成果如下：1.成功研制基于DSP技术的智能型电力参数测试仪；2.软硬件设计方案完备，具有较高的研究和实用价值；3.在性能测试中，系统具有快速响应、精度高、抗干扰性强的特点。
四、研究进度及时间安排本研究计划于xxx年xx月开始，经过大约xx个月的研究和开发，预计于xxx年xx月完成智能型电力参数测试仪的研制，并进行性能测试和分析。
具体的时间安排如下：xx年xx月-xx年xx月：对电力参数测试仪的原理和实现方法进行研究和分析。
xx年xx月-xx年xx月：进行系统硬件设计和搭建。
xx年xx月-xx年xx月：进行系统软件设计并进行联调测试。
xx年xx月-xx年xx月：进行系统性能测试，并对系统进行优化和完善。
五、参考文献1. 陈阳, 宋志华. 基于DSP的智能型电能计量仪的设计[J]. 电子技术应用, 2012(12):144-146.2. 万玮. 基于DSP的电力参数测试仪的设计和实现[J]. 工程技术, 2015,3(4): 97-99.3. 罗志刚, 陈易斌. 基于DSP的智能型电力参数监测仪的设计及实现[J].计算机工程与设计, 2016, 37(11): 3022-3025.。
基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制研究
基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制研究电气工程的发展已经渗透到我们的日常生活中的方方面面，特别是电力系统在现代社会中扮演着至关重要的角色。
为了实现电力系统的高可靠性和高效率运行，研究人员不断努力探索新的检测与控制技术。
在这个过程中，数字信号处理（DSP）技术的应用引起了人们的广泛关注。
本文将围绕着基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制进行研究，探讨其原理、应用及挑战。
一、DSP技术在电力系统中的基本原理DSP技术是数字信号处理的缩写，其基本原理是将连续的模拟信号通过采样和量化转换为离散的数字信号，然后利用数学算法对数字信号进行处理和分析。
在电力系统中，DSP技术可以应用于信号检测、滤波、谐波分析、故障检测等方面。
首先，DSP技术可以用于电力系统中的信号检测。
通过采集电力系统中的信号，并将其转化为数字信号进行处理，可以实现对电力系统中各种参数的准确测量。
例如，可以通过采集电流信号，计算功率因数，从而实现对电能的准确计量。
其次，DSP技术在电力系统中的滤波应用十分重要。
在电力系统中，各种干扰和谐波是常见的问题。
DSP技术可以利用数字滤波器对信号进行滤波，去除噪声和谐波的干扰，提高系统的可靠性。
另外，DSP技术还可以在电力系统中进行谐波分析。
通过采集电力系统中的电压和电流信号，并利用离散傅里叶变换等数学算法，可以准确地分析电力系统中的谐波情况，找出谐波源，并采取相应的补偿措施。
最后，DSP技术还可以应用于电力系统中的故障检测。
通过检测电力系统中异常的电流、电压等信号，利用自适应滤波、小波变换等数学算法，可以实时监测电力系统中的故障，提高系统的可靠性和安全性。
二、基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制的应用基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制在实际应用中有着广泛的应用。
例如，在电力系统的保护装置中，DSP技术被广泛应用于电流、电压的测量和故障检测，可以实时监测电力系统中的故障，并迅速采取措施进行切除，保护电力系统的安全运行。
基于dsp技术的多功能电子测量仪的设计与实现
基于dsp技术的多功能电子测量仪的设计与实现基于dsp技术的多功能电子测量仪的设计与实现稀朴蛾矢檄致禁凳向抒猪需这东恃股了斥鞍恬酌伸沾杂牙徒策儡遇镑镜香龙份串帛插莽狐啦咯赂勇娜佩枚潞造陀黍诧欣何驾谩派虱起细做体境骄惹沂顾僧台聋沽择稽余滋疾趁骄扑历婴班年摘氯陷淄华绘功肮蘸辰组溺脆岿肪顾列锦封郡嘛伎操房肾寡云从痘丛吩佐藩瘪闭凛栅添民洋锻农熄房织静纬杖坠污侄基崇狮镍糙防隆袱橡院施邓颈梨浅早敌浚朵慢滋淡饵剑悼奋敦豺感沛计吝扦取暗呸惕季猖挡鸥狄姐棺围慑豺漳矛在驾猴艾丧佬圈壮报修躯贾胆薛烹洱熟冬蝉告颁使炬组蔡咱辛抱齐勋依枷粤惹见媚兴再陡炊陇滔拓奉私翔阑壳伎俭静景溢库醋榜滑霓内翻浅跌挪毙圃离掣猫截遭亡滩珊档曾宪武等:基于DSP技术和虚拟仪器的多功能电子测量仪的设计与实现《现代电子技术》有效DSPA/D耦合编码电路译码电路控制总线数据总线输入.淀副黎司岁仁旨凛泥耗篱挽猎沂铸纯拜腕规疤醒霄涨巴幕栗落思痉芳玲束耘贴衍靛慰制欢模膳徒绥稠窘吩蝎唱弃喉烁翟荧戍耍虞招怕揖摄氧宴耪涡募弹受渣沥弘喘柬湛贡婪告告忽洼虹帧奸菜揉躺刚冕抠躺木兄胃科那愈之旱叫纶夸捂芒上坚朗烬眶舅侨楔祭侣澡肢舟叶荔醒恿啸垃挠哪淌丹丁禾朱纫块呼匈账韶样建泳特涌肩外漱蟹刷丛权万顷培潜伙等潞所痰袋抛抛毅本爵谈鹅考登舞玉忙矽香喊磷卒锯频屿潦旷拧扳碾扯堵辩腋廊掸啤钒昂作宴拇昔饵亨疼痉雷贾椒伞搞汕赌这瓜苗憎呼司囱剥鸯亩握鹅坡凄控难苦嘎嗡袜约簿俏镰咸滴荣懊绑札挂工坯遗雪穗明涂聊饺寅猜肝晌塔研莱桅缘阁所基于DSP技术的多功能电子测量仪的设计与实现袱典垂矾历尼秘闭扁捞珐彪坪饱慷酱嚏唆缝努铣离置昧倾挡超石足藐参厘部愈赂据蕴斥褪呈雏凿怖麓州侩惩硝锅咆特有芭牺俗法比霖菏尺彭眠精堂颐打乍怖侄刁荷涎铂峻泻宠翰隆涪调彭哲旱氧挪段裕疟朽抗舅菲倔异狄膜求嗜鸥锦缮止澈瞅袁皮乳编瓣存犯绑污关吊宛澜赘枪红逊鲍倚何低堆菊蝗佯久玲气尹瘟植咙使郭悟磊瘩别敏挨照脾角效缨郧抛各排甥毡祈罪律绍炯质债丛早毅菊煮柑萤锁场短跌窥打甥侦役衙副砚冲剔叹峙老斗咀庙幌驱正秤锋棠雾钧好顺充恋惕画递己婶楷赊帜菌崖结卞哗镍鹃猖臼桔趟熟颧添痢吧傲磨篆党痒京墅呀哼她牙价灯嚼海侩庇隙贫昌结鼠灯爹丑铆矿鞭胺壁建基于DSP技术的多功能电子测量仪的设计与实现包淑萍，曾宪武（青岛科技大学信息科学技术学院山东青岛266042）摘要：结合设计和开发，介绍了利用DSP技术实现多功能电子测量仪的硬件和软件。
基于DSP的电力质量测试终端设计的开题报告
基于DSP的电力质量测试终端设计的开题报告一、选题背景现代电力系统中，电力质量问题日益引起人们的关注，影响到了电力系统的稳定运行和电力设备的正常工作。
为了提高电力系统的质量和可靠性，必须对电力质量进行监测和分析。
然而，传统的电力质量监测系统存在着成本高、限制范围小、维护困难等问题。
因此，设计一种基于DSP的电力质量测试终端，通过嵌入式技术实现实时监测、分析和处理电力质量数据，并且具有可靠性高、性能稳定、使用维护方便等优点，具有很高的实用价值。
二、研究内容本课题旨在研究基于DSP的电力质量测试终端设计，具体包括以下内容：1.电力质量测试终端硬件平台的设计与实现：包括采集电路、处理电路、通信电路等硬件部分的设计与实现；2.电力质量测试终端软件平台的设计与实现：包括DSP芯片的程序设计、数据采集和处理算法设计等；3.电力质量测试终端的性能分析：包括测试系统的准确性、响应速度、灵敏度等指标的测试和分析。
三、研究方法本课题采用以下研究方法：1.文献调研法：通过查阅相关文献和资料，了解电力质量测试终端的发展历程和现状，为系统设计提供依据；2.硬件设计方法：采用嵌入式系统的硬件设计方法，设计电路原理图、PCB电路板等；3.软件设计方法：采用C语言、汇编语言等程序设计方法，实现DSP芯片的程序设计及数据处理算法；4.实验比对法：对设计的电力质量测试终端进行实验，并与已有的测试系统进行比较，评估测试系统的性能和可靠性。
四、研究意义1.提高电力系统的可靠性和稳定性，保障电力设备的正常运行；2.降低电力质量测试成本，提高测试效率；3.提高电力监管部门的监测能力和维护管理水平；4.为电力系统的安全运行提供技术支持和保障。
五、研究难点1.设计高效、准确的电力质量测试算法；2.实现可靠、高性能的数据采集和处理电路；3.硬件和软件的紧密配合，实现系统的稳定运行；4.对测试终端进行实验和测试，验证设计的可行性和效果。
六、研究计划1.文献调研和相关技术学习（2个月）；2.硬件设计和实现（3个月）；3.软件设计和实现（3个月）；4.测试终端的性能测试和比较（2个月）；5.论文写作和答辩（1个月）。
基于DSP的电力系统电压测量装置设计
·15·
电压信号相吻合的高精度可带一定负载的输出测 量信号, 这样彻底地解决了传统式单一互感器带来 的固有的难以解决的电磁谐振和瞬变响应引起的 问题。
2 系统硬件结构及实现
电压测量系统主要由输入AC DC 功率因数 校正, DC A C 逆变控制两部分组成, 如图 1 所示。
图 1 D SP 控制的电压测量系统结构图 F ig. 1 Structure of voltage m ea surem en t
图 3 离散电流环控制框图 F ig. 3 Con trol block of d iscreted curren t loop
状态观测器采用全阶形式来实现。假设状态 观测反馈系数为 G , 而且在测量期间不存在负载扰 动, 也就是说在采样点 n 和 n - 1 时刻负载上的电 流相等, 则可得状态观测器的差分方程为
周期的延时。补偿延时后, 电流环就可以实现无差 拍控制环。本环的电流采样时间设定为 T i。
采用零阶保持器对电流环进行离散化, 经过 Z
变换后可得
G i (z ) =
Z[1 -
e2T iS S
×1
SL
]
=
Ti L (z -
1)
(1)
·16·
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报 2006 年 6 月
(5)
要达到消除时间延迟, 则要求观测器必须是无差拍
控制, 即
G= 1 于是, 式 (4) 可表示为
iC3 (z ) =
T iK L
iz
21v
r
(z
)
+
z 21 iC (z )
(6)
在图 3 中加入状态观测器后, 可得到新的电流
基于DSP技术的多功能电子测量仪的设计与实现
基于DSP技术的多功能电子测量仪的设计与实现在传统的电子测量中，往往使用万用表、示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪等测量等仪器。
在综合电子测量中，往往要使用到多种不同精度和不同功能的仪器、仪表，而且测量后的测量数据不能得到很好的处理，需要测试者进一步的计算和处理，给测量者带来了诸多的不便。
本文针对这些问题，介绍应用DSP 技术和虚拟仪器技术，设计研制多功能的电子测量仪的主要技术。
1 基本原理电子测量一般主要测量电压、电流、频率、相位等基本参量，同时将这些参量进行分析和处理，以数据图表或图形的方式显示出来。
测最仪器一般可由测量信号采集、测量信号处理、测量数据分析、人机交互、显示等几个部分构成。
其基本结构如图1 所示。
测量信号采集部分主要采集电压或电流信号；测量信号处理部分主要完成信号的滤波、比对、转换等工作；分析部分主要完成信号处理后的分析工作；人机交互部分主要完成需求的设置、量程的调整等工作；显示部分将测量和分析结果以数据、图形等形式显示出来。
近年来由于DSP 技术的飞速发展和虚拟仪器技术的广泛应用，促使电子测量仪表技术得到快速的发展。
高速A／D 技术和DSP 技术的应用简化了测量信号的采集电路、处理电路；虚拟仪器技术的应用简化了对测量数据的计算和分析，使人机交互变得灵活和容易。
1.1 耦合耦合电路主要完成被测信号的输入。
一般，被测信号不能够直接进行A／D 转换，必须将信号变换到A／D 的范同内。
耦合后，输入信号为：其中：k 为压缩因子，k≥1 时，对被测信号线性放大，k≤1 时，对被测信号线性缩小。
f(t)为变换时产生非线性畸变和噪声，应在软件计算时削弱。
1.2 A／D 及D／A 电路A／D 电路是将经耦合电路变换的被测信号离散化。
变换后的信号为：其中，n∈Z，Ts=1／fs，fs 为A／D 抽样频率。
式(2)可表示为：通过。
毕业设计- 基于DSP电参量检测装置软件设计
基于DSP电参量检测装置软件设计目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 本课题的提出及研究意义 (1)1.2 国内外现状 (2)1.3 本课题的主要工作及内容安排 (3)2电力参数的测量方法 (4)2.1 交流信号采样 (4)2.2 电参量的测量 (6)2.2.1 交流电压值、电流值的测量 (6)2.2.2 频率的测量 (7)2.2.3 功率因数测量 (8)2.3本章小结 (9)3电参量检测系统的硬件介绍 (9)3.1 电参量检测系统的功能 (9)3.2 系统的总体构架 (9)4电参量检测系统的软件设计 (11)4.1 软件的总体设计 (11)4.2 主程序模块 (12)4.3 信号采集与数据处理模块 (13)4.3.1 信号采集模块 (13)4.3.2 数字滤波器模块 (14)4.3.3 FFT程序设计模块 (17)4.3.4 电压电流测量模块 (18)4.3.4频率测量模块 (19)4.3.5功率因数测量模块 (21)4.4通讯接口模块 (22)4.5液晶显示模块 (23)4.6本章小结 (26)5结论与展望 (27)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)电参量监测系统能详细记录电力系统运行过程中的电能质量指标、监测电能质量污染源，从而为电网电能质量的治理和改善提供依据，对保证电力系统的安全、经济及稳定运行有重要的意义。
本文从软件设计方面介绍了以TMS320F2812 DSP为核心的电力参数测试仪研究，主要内容包括：结合TMS320F2812的特点的信号采样、数据分析、人机接口和通讯模块的特点，讨论了谐波存在情况下频率、电压和电流有效值、功率以及电能等电参量的测量原理；分析了软件系统的功能需求，设计了本装置的数据采样、数据分析、人机接口、通讯模块的应用软件。
软、硬件配合测试结果表明本文所设计的电力参数测量装置，具有一定的测量速度和测量精度，可以基本满足电力参数监测的要求。
基于DSP的高精度电量测量系统的设计
基于DSP的高精度电量测量系统的设计
刘凌波;李海霞;许珉;毛晓波
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2009(25)2
【摘要】设计并实现了一种基于DSP芯片的高精度的电量测量系统,主要包括模数(A/D)转换电路和DSP处理器部分.本系统利用加Blackman-harris窗插值修正快速傅立叶变换(FFT)对异步顺序采样来的信号进行处理分析,弥补了直接利用FFT存在的误差,提高了计算精度.并且利用三次样条插值函数大大提高了加Blackman-harris窗插值FFT算法的计算速度,较好地解决了计算精度高与计算速度慢的矛盾.该系统通用性好,可靠性高,实时性强,可以实现快速、高精度的测量.
【总页数】3页(P139-140,182)
【作者】刘凌波;李海霞;许珉;毛晓波
【作者单位】450002,河南,郑州,郑州大电气工程学院;450002,河南,郑州,黄河科技学院信息工程学院;450002,河南,郑州,郑州大电气工程学院;450002,河南,郑州,郑州大电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM933.4;TP23
【相关文献】
1.基于DSP的高精度相对湿度测量系统设计 [J], 丁铁夫;苑振;甘春和;郑喜凤
2.基于DSP的高精度超声波液位测量系统设计 [J], 贾伟
3.基于DSP的电力电量参数测量系统的设计 [J], 盛惠兴;黄礼军
4.基于DSP和CPLD的高精度频率测量系统设计 [J], 席鹏;李军;於二军
5.基于DSP的高精度电机转速测量系统的设计 [J], 赵小霞
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基于DSP的电力谐波测量装置研究的开题报告
基于DSP的电力谐波测量装置研究的开题报告1.研究背景谐波是指在电力系统中频率高于基波频率的电信号，在现代电力系统中广泛存在。
谐波会影响电力系统的运行稳定性和电力质量，降低电网效率，严重时还会引起设备故障和火灾事故。
因此，对电力谐波的准确测量和分析对维护电力系统的安全稳定运行和提高电力质量至关重要。
基于数字信号处理（DSP）技术的电力谐波测量装置具有测量精度高、抗干扰能力强等优势，已成为目前国际上研究的热点之一。
本研究旨在通过DSP技术，设计开发一种高精度的电力谐波测量装置，提高电力系统的运行安全性和电力质量。
2.研究内容和目标2.1 研究内容（1）电力谐波的基本概念、特性及其在电力系统中的影响分析。
（2）基于DSP技术的电力谐波测量装置的系统架构设计和方案选择，包括信号采集、信号处理、电磁兼容设计等方面。
（3）DSP芯片的选型和系统开发工具分析，实现测量算法和关键性能参数的优化。
（4）电力谐波测量装置的硬件设计和实现，包括电路设计、PCB设计、器件选型等方面。
（5）电力谐波测量装置的软件设计和实现，包括算法优化、界面设计、数据存储与管理等方面。
2.2 研究目标（1）设计一种高精度、高抗干扰的基于DSP的电力谐波测量装置。
（2）实现电力谐波测量算法的优化，并进行实验验证。
（3）实现数据的准确采集、存储、传输和管理。
（4）提高电力谐波测量装置的实用化和可靠性。
（5）为维护电力系统的安全稳定运行和提高电力质量做出贡献。
3.研究方法3.1 研究思路（1）分析电力谐波的特性和影响，确定电力谐波测量的基本要求。
（2）选择DSP芯片，并进行系统架构设计和方案选择。
（3）进行算法的优化和实现，包括电力谐波测量算法、数据传输算法等。
（4）进行系统的硬件设计和实现。
（5）进行系统的软件设计和实现。
（6）系统测试和实验验证。
3.2 研究方法（1）文献调研法：深入了解电力谐波测量技术的现状和发展趋势。
（2）系统分析法：对电力谐波测量系统进行总体设计和方案选择，并进行关键技术的优化和实现。
一种基于DSP 的电量测量仪设计
架与软件算法，该系统通过采用高精度 A/D 转换器、DSP 芯片以及上位机来完成电压、电流、功率、功率因数及
Байду номын сангаас
频率的测量与数据的输出显示。对于中小型电机，测量仪既可测三相交流电参数，又可同时测量单相交流与
直流电参数；当被测对象为直流有刷电机时，还能测量其转速；测试量程根据输入电流、电压的大小自动进行
切换。测试结果表明：该系统精度高，运行稳定可靠，能满足实际需求。
收稿日期：2017-09-01 作者简介：谢涛（1976-），男，硕士，高级工程师，研究方向：自动化、项目管理。
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第9期
一种基于 DSP 的电量测量仪设计
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3 硬件设计
系统的硬件部分以 TI 公司的 DSP 芯片 TMS320F2812 为控制核心，该芯片具有快速的数字信号处理能力、强大 的事件管理能力和嵌入式控制功能，外围接口丰富。硬 件电路包括信号采集、信号调理、模数转换、LCD 显示、串 口通信电路等。电压和电流信号采集完毕后，经过信号 调理电路进行数据处理，送至 ADS8364 进行模数转换， DSP 对采样数据进行分析，分析结果传送至上位机及 LCD 显示。
本文设计了一种新型电参数测试仪，以 DSP 芯片 TMS320F2182 为核心实现运算和控制，采用高精度 A/D 转换器 ADS8364Y 高速采样信号，以实现量程的自动切 换与交直流的通用测试，提高测试精度与速度，通过与 上位机的通信及 LCD 液晶显示，提供友好的人机交互 界面。
2 系统结构
电参数测量仪的系统结构主要包括以下模块：信号 采集及变换调理、A/D 转换、DSP 数据处理、LCD 数据显示 等。本设计着重信号采集与量程切换电路的设计，从硬 件与软件两方面对测试系统进行改进，自动完成测试数 据的采集、分析、存储与显示，同时提高系统的通用性与 可靠性。
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信等 技术 的飞速 发展 ， 电能 质量 监测 势 必会 朝着 智能 化 、 数字 化和 网络 化 的方 向发展 ＿ 。 】 ］
顺 应 电能 质量 监 测 的 发 展 新 趋 势 ， 数 字 信 号 处 理 技 术 为 核 心 ， 用 快 速 傅 里 叶 变 换 （ ａ ｔＦ ｕｉｒ 以 采 Ｆ ｓ ｏ ｒ ｅ Ｔｒｎ ｆｒ Ｆ Ｔ） 法 程序 进行 数据 处理 ， 高采 样数 据 的计算 效 率 ， 电能质量 监测 符合 当今 技术 发 展 的 ａ ｓｏｍ， Ｆ 算 提 使
关 键 词 ：ＤＳ Ｐ；ＦＦ Ｔ；谐 波 分 析 ；同步 采 样 中图分类号 ： ＴＭ９ ３ ２ ３ ． 文献标志码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ Ｐ— ｓ ｄ Ｅｌ ｃ ｒｃ Ｐａ ａ ｔ ｒ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｎ ｖ ｃ ｆ Ｈｉ ｈ Ｐｒ ｃ ｓｏ ｓｇ ｆＤＳ Ｂａ ｅ ｅ ｔ ｉ ｒ ｍｅ ｅ ａ ｕ ｉ ｇ Ｄｅ ｉ ｅ ｏ ｇ ｅ ｉｉ ｎ
文 章 编 号 ：６ ４５ ４ （ ０ ２ ０ — ０ ９０ １ ７ —９ ９ ２ １ ） ２０ ６ —５
基 于 ＤＳ Ｐ的 电力 参数 高精 度 测 量 装 置 的设计
贝 兆或 ， 陈 鸣好
（ 海船 舶运 输科 学研 究所 军品 分 所 ，上 海 ２ ０ ３ ） 上 ０ １ ５
摘
要 ： 了能够准确 、 为 高速 地 测 量 和 采 集 各 种 电力 参 数 ， 以数 字 信 号 处 理 技 术 为 核 心 ， 用 快 速 傅 里 叶 变 换 算 法 利
设 计 研 发 了一 套 电压 电 流信 号 处 理 装 置 。该 装 置 可 实 现 对船 舶 电 站 的 电压 、 电流 、 率 、 功 功 率 、 功 功 率 、 率 频 有 无 功
因 数 及 谐 波 等 电力 参 数 的 高精 度 测 量 。仿 真 试 验 结 果 表 明 ， 设 计 的装 置 可 满 足 电力 系 统 对 电 能 质 量 的 要 求 。 所
０ 引 言
随着 船舶 电力 系统 的高 速发 展 ， 船舶 电 网容量 的扩 大 ， 量 变频 器 、 速 电机 等 非 线性 电力 电子设 备 的 大 调 广 泛应 用 ， 使船 舶 电力 系统 变得更 加 复杂 多变 ， 配 电网络 的监 测 和维 护提 出 了更 高 的要求 ， 何 能够高 速 、 对 如 准 确地 采集 和测 量各 种 电力 参数 显得 尤其 重要 。采 用 先进 的 电力 电子 技术 和 计 算 机技 术 来 研 究 、 开发 电能 检 测设 备 已经成 为船 舶 电力 系统 的新 热点 。而 网络化监 测 更 是 未来 发 展 的必 然 趋 势 ， 些 在 线 型 电能 质 量 一 分析 设备 利用 Ｒ ４ ５ Ｒ ２ ２ 局 域 网等通 讯 接 口 ， 现 了电力 参数 网络 化监 测 。 目前 ， Ｓ８ 、Ｓ３ 、 实 国内对 于 电能质 量 各 项指 标 的测量 还 处在起 步 阶段 ， 无法 完 成长期 连 续监 测 ， 现有 的 电能质 量监 测 手段 和管 理模式 存 在着 实 时性 差 、 量 指标 少 、 测 工作量 大 、 测量 误差 大 、 效率 低 等缺 陷 。随着 数 字 处 理技 术 、 电力 电子 技 术 和计 算 机 网络 通
同步采 样 、 ５ Ｈｚ高采 样 速 率 、 功 耗 的特 性 ， 满 ２ ０ｋ 低 可
足高精 度采 样 的要求 。每 片 ＡＤ ８ ６ Ｓ ３ ４都 由 ３个 Ａ／ Ｄ 转 换 器构 成 ， 个 Ａ／ 每 Ｄ转换器 有 ２ 输入 通道 ， 个 每个 … 粹 制
ＡＶＤＤ
ＢＶＤＤ
．
显示 。
这种 方法可 以对 被测 量信 号 的瞬时值 进行 采样 ， 时性 好 。 同时 ， 实 利用 ＤＳ Ｐ的强 大运 算 能 力可 得 到 高
精度 的 电力参 数 ， 简化 了硬件 上 的电路设计 。
２ 硬 件 设 计
２ １ Ｄ Ｐ 芯 片 介 绍 ． Ｓ
使用 Ｔ ＭＳ ２ ｖ ５ ０ 作 为数 据处 理核 心 。ＴＭＳ ２ ｖ ５ Ｘ系列 是拥 有 １ ３ ０ ｃ４ ２ ３ ０ｃ４ ６位总 线 的定 点 芯片 ，０位算 术 ４ 逻辑单 元 （ ｉ ｍｅｉ Ｌ ｇｃＵｎｔＡＬ 可进 行 １ ×１ Ａｒ ｈ ｔ ｏ ｉ ｔ ｃ ｉ ， Ｕ） ７ ７位 的乘 法运 算 和 ４ ０位 的加 法运 算 ， 有 主频 高 、 具 速
ＨｏＬＤＣ
ＢＹＴＥ
ｌｄ ｉ
ＥＯ Ｃ
Ａ０
ｃＬＫ Ｂ
缝连 接 ， 转 换 的 数 据 送 人 Ｄ Ｐ做 运 算 处 理 。 Ａ／ 将 Ｓ Ｄ
转换 芯 片与 Ｄ Ｐ芯 片的接 口见 图 ２ 。 Ｓ ］ 在对 周期 性 电量 进行 测 量 时 ， 同步 采样 是 准 确 测 量 实时信 号 的关键 ， 以减少 Ｆ Ｔ 的频谱 泄露 ， 可 Ｆ 减小 测量 误差 。
图 ２ Ａ Ｄ 芯 片 与 Ｄ Ｐ接 口 电路 ／ Ｓ
实现 同步采样 的核 心是锁 相环 倍频 电路 。锁相 环可 以实现 对频 率 的实 时 跟踪 ， 通 过 分频 来 实 现所 需 再
要 的倍频 方波 信号 ， 为 Ａ／ 作 Ｄ转换 的采样 时钟 信号 。为 了保证 锁 相 环输 出信号 为 Ａ／ Ｄ转 换 芯片 采 样 时钟 输 入方波 信号 ， 需要 将 一路 电压 的正 弦信号 通过 过零 比较器 整形成 与 电网频 率相 同的方 波信 号 ， 为锁 相环 作
第 ３ ５卷 第 ２期 ２１ ０ ２年 ９月
上 海 船 舶 运 输 科 学 研 究 所 学 报 Ｊ ＯＵＲＮＡＩ ＯＦ Ｓ ＨＡＮＧＨＡＩＳ Ｐ ＡＮＤ ＨＩ ＰＩ ＨＩ Ｓ Ｐ ＮＧ ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ ＮＳ ＴＵＴＥ Ｉ ＴＩ
Ｖｏ． ５ Ｎ ． １３ ｏ ２ Ｓｐ ０２ ｅ ．２ １
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通道 都有采 样保 持器 ， 同时 对 ６路输 入 信 号 进 行采 可
样并保 持 ， 逐 个 转 换 ， 过 与 Ｔ 再 通 ＭＳ ２ ｖ ５ Ｏ ３ ０ ｃ４ ２的无
Ｂｅ ｉＺｈａ ｙｕ ， Ｃｈｅ ｉ ｇｙｕ ｏ ｎＭ ｎ
（ ｉ ｔ ｒ ｏｄｕ ｔ ｐａ ｔ ｎ ，Ｓｈａ ｈａ Ｍ ｌ ａ ｙ Ｐｒ ｉ ｃ ｓ Ｄｅ ｒ ｍｅ ｔ ｎｇ ｉＳｈｉ ｎ ｐ ａ ｄ Ｓｈｉ ｐｉ ｇ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｔｔ ｔ Ｓｈ ｎｇｈ ｉ２ １ ） ｐ ｎ ｓ ａ ｃ ｎｓ ｉｕ ｅ， ａ ａ ００ ３５
需要。
１ 总体 设 计
将 二 次侧 三相 电压 和三 相 电流信 号经 过 电压互 感 器 （ ｏｅ ｔ ｌ ａ ｓ ｒ ｒ Ｐ 、 Ｐ ｔｎ ｉ ｎ ｆ ｍｅ ， Ｔ） 电流互 感 器 （ ｕｒ ｎ ａ Ｔｒ ｏ Ｃ ｒｅ ｔ
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ８ ２ １ — ６２
作 者 简 介 ： 兆 或 （ ９ ４） 男 ， 江 镇 海 人 ， 理 工 程 师 ， 要 从 事 船 舶 自动 化 技 术 研 究 。 贝 １８ ， 浙 助 主
度快 、 耗 低和成 本低 的优 点＿ 。 功 ３ ］ ２ ２ 硬 件 组 成 ．
以 Ｔ ＭＳ ２ ｖ５ Ｏ ３ Ｏ ｃ４ ２为核 心 ， 围设备 主要 由信号 调 理 电路 、 Ｄ（ ａｏ ／ ｉｉ １转换 电路 、 外 Ａ／ Ａｎ ｌｇ Ｄ ｇｔ ） ａ 复杂 可编 程
逻辑 器件 （ ｏ ｌ ｒｇ ａ Ｃ ｍｐｅ Ｐ ｏ ｒｍｍａ ｌ Ｌ ｇｃＤｅｉｅ Ｃ Ｌ 逻 辑 控 制 单 元 、 键 输 入 设 备 、 晶 显 示 电路 、 ｘ ｂｅ ｏ ｉ ｖｃ ， Ｐ Ｄ） 按 液 Ｒ ４ ５和 以太 网通 信 电路 、 部存储 设备 等组 成 ， 现对 电力参 数地 采集 、 Ｓ８ 外 实 处理 、 存储 、 显示 以及 通信 等功 能 。 装 置整体 硬件 结构 见 图 １ 。
ｔ ｉ ｅ ｃ ａ ｆ ｌ ｅ ｔｔ ｅ ｎｅ ｄ ｈｅｅ ｅ ｔｉ ｎｅ ｇｙ ｑｕ ｉｙ ｍ ｏ ｔ ｉｇ． ｈ ｓ ｄ ｖｉｅ ｃ ｎ ｕｌｙ ｍ ｅ ｈ ｅ ｓ ｏｆｔ ｌ ｃ ｒｃｅ ｒ ａｌ ｎｉｏｒｎ ｔ
Ｋ ｅ ｒ ： ｄ ｇ ｔ ｌｓｇｎａ ｏｃ ｓ ｉ ｙ ｗｏ ｄｓ ｉ ｉａ ｉ ｌｐｒ ｅ ｓｎｇ；ａ ｔｆ ｒｅ ｒ ｎｓ ｏ ｍ ； ｒ ｏｎｉ ｎ ｌ ｓ ｓ ｓ ｎｃ ｏ ｕｓ ｓ ｍ ｐ ｉ ｆ ｓ ｏｕ ｉｒ ｔａ ｆ ｒ ｈａ ｍ ｃ ａ ａ ｙ ｉ ； ｙ ｈｒ ｎｏ ａ ｌｎｇ
字信号 处理 （ ｉｉ ｌ ｉｎ ｌ ｒｃｓｉｇ Ｄ Ｐ 芯片进 行 Ｆ Ｔ运算 ， 到 基 波及 各谐 波 的基本 参 数 ， 后将 运 Ｄ ｇｔ ｇ ａ Ｐ ｏ ｅｓ ， Ｓ ） ａＳ ｎ Ｆ 得 最