[毕业设计] 基于DSP的电力参数和谐波检测装置的设计 [复制链接]

资料简介：
毕业设计 基于DSP的电力参数和谐波检测装置的设计，共50页，19966字。
摘　　要
近年来，随着社会和经济的发展，社会对电力的需求量与日俱增，电力供应局面日趋紧张。而且，由于非线性负荷的大量应用，导致在电力系统中产生大量的高次谐波，对力系统造成了很大的危害。在这种情况，就需要对电力参数和谐波情况进行准确、实时地检测。本文将论述一个基于DSP的电力参数和谐波检测装置的设计。电力参数准确、快速测量对于实现电网调度自动化、保证电网安全与经济运行具有十分重要的意义。电网中非线性设备的使用日益增多，所产生的高次谐波电流大量注入电力线路中，使得电网电压、电流波形发生畸变，同时电网频率并不是固定不变的，而是在50Hz附近波动。目前应用于电力系统的传统测量仪表己逐渐不能满足系统性能的要求。近几年来随着半导体技术的飞速发展，新技术、新产品不断问世，使开发新型多功能电力参数测试仪变的更加容易。
本设计将得到日益广泛应用的数字信号处理芯片与精确的傅立叶变换运算这两种先进的软硬件技术有效地结合起来，设计了一种基于DSP的多功能电力参数测量仪。论文首先对本次设计所依据的智能仪器、DSP技术以及高次谐波影响下的电压、电流有效值及其他电参数测量原理进行了理论阐述。然后着重从硬件、软件两个部分论述了整个仪表系统的设计与实现。
硬件部分延用传统的主从式系统硬件设计，以89S51为主机控制核心，TMS320F206为从机核心，采用双口RAM芯片解决主CPU与DSP之间的数据传输问题，配以适当的外围接口电路来完成各项功能。主要包括数据采集单元、数据处理单元(DSP单元)、主机控制单元(MCU单元)和人机接口单元等。这样就可以充分发挥DSP芯片的数字信号处理优势和MCU的控制功能。
软件部分进行了相关的软件算法设计，实现了谐波分析基础上的电力参数测量。系统采用128点的离散采样，由DSP进行基2-FFT运算。在FFT之前设置了FIR数字滤波环节，与模拟低通滤波的硬件相结合，有效地减少干扰，提高了测量的精度。
论文最后对本设计进行了总结和进一步的展望。
关键词：数字信号处理，交流采样，傅立叶变换，谐波

目　　录
摘　　要    I
Abstract    II
引　　言    1
1概述    2
1.1 电力系统中电力参数检测的重要意义    2
1.2 电力参数检测的发展及现状情况    3
1.3 本论文的研究内容    4
2电力参数测量内容及其计算原理    5
2.1电力参数测量项目    5
2.2电力参数的交流采样算法及软件实现方法    7
2.3基于FFT的电力参数测量    8
3基于DSP的电力参数测量装置的设计    11
3.1系统硬件的总体设计    11
3.2数据采集模块    12
3.2.1模拟信号输入电路    12
3.2.2模拟抗混叠低通滤波电路    13
3.2.3采样和A/D电路    13
3.3数据处理单元    16
3.3.1 DSP发展及趋势    16
3.3.2DSP芯片的特点    16
3.3.3DSP在电力系统中的应用    17
3.3.4与数据采集单元的接口    18
3.3.5DSP外围存储器    18
3.4主机控制单元    19
3.4.1MCU与DSP的通信方式    19
3.4.2MCU的外围存储器    20
3.5按键与显示单元    20
3.5.1显示单元    20
3.5.2键盘模块    21
3.6通信接口    21
4系统软件方案设计    23
4.1系统软件总体概述    23
4.2DSP单元的软件设计    25
4.3 MCU单元和人机接口单元的软件设计    30
4.3.1键盘模块的软件设计    31
4.3.2通信模块的软件设计    32
4.3.3显示模块的软件设计    32
总结    35
参 考 文 献    37
附录A    FFT子程序    38
附录B    电路原理图    42
致　　谢    46

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