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基于DSP的谐波测量仪的研究

更新时间：2020-03-20 21:34:32 大小：3M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：dsp 谐波测量仪 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着电力电子技术的发展，越来越多的非线性设备应用到电力系统中，电网中的谐波污染日益严重，危及电力系统安全，增加了运行的损耗，影响用户的正常工作。因此，为了保证供电系统安全经济运行和维护用户人身和设备安全，对电力系统的谐波进行实时检测、分析和监控具有重要的意义。传统的电能质量分析和监控系统中一般用普通单片机作为核心部件，但由于普通单片机运算速度有限，无法进行高频率采样和实时分析数据，因此在实际测量中的采样点数被严重限制，数据分析的精度降低。近年来数字信号处理器(DSP)的发展使得高速采样、存储和实时处理数据成为现实。DSP采用先进的改进型哈佛结构，其程序存储器和数据存储器具有各自的总线结构，可以同时处理指令和数据，大大提高谐波测量的精度。在谐波测量算法和电子技术进步基础上，市场上谐波测量设备越来越多。国外研制的仪器精度高，功能强大，但是价格普遍偏高。国内的仪器大多精度较低，且功能不全。本课题参照相关国家谐波测量的相关标准、市场所上同类产品的技术指标和实际应用的要求，研制了一种基于高速DSP和快速傅里叶变换算法的谐波测量仪。它具有精度高、功能齐全、价格低廉等优点。

本研究首先在对现有的谐波测量算法比较的基础上，选择最常用的快速傅里叶变换谐波变换(FFT)算法并对其进行了较详细的研究，明确了FFT的优缺点，并针对其缺点运用加窗插值方法加以改善。其次，了解市场上同类产品的技术指标和实际应用的要求，选择合适的电子元器件，设计了谐波测量仪的硬件结构。测量仪硬件的组成部分包括：信号采集模块、谐波测量模块、人机接口模块和串口通信模块等。再次，设计了测量仪的软件。软件分为几个子程序：数据采集子程序、数据处理子程序、通信子程序和上位机软件等。通过合理地调用各个子程序完成信号采集、数据处理及存储、通信和测量结果的显示等功能。最后，用谐波产生仪器产生多次谐波，并用设计出来的测量仪进行测量，分析测量结果，找出误差产生的原因，对系统进行调整，最后测量结果达到了预期效果。试验表明，本文提出的基于DSP的谐波测量仪具有较高的测量速度和测量精度。它具有速度快、精度高和运行稳定等优点，是一个能运用于电力系统谐波测量的有效装置。