基于DSP的电力谐波测量装置的研究

目  录

摘要·I

Abstract·II

第一章  绪论1

1.1  问题的提出·1

1.2  国内外的发展概况·2

1.3  DSP技术的发展·4

1.4  课题的研究任务·5

第二章  谐波测量原理7

2.1  概述·7

2.2  谐波的基本概念·7

2.2.1 谐波的基本概念7

2.2.2 非正弦电路功率和功率因素9

2.3  谐波分析10

2.3.1 非正弦周期函数分解为傅立叶级数·11

2.3.2 信号的采样和频谱分析·13

2.3.3  FIR数字滤波器的设计17

第三章  系统的硬件设计·21

3.1  硬件电路的总体设计21

3.1.1 总体设计方案·21

3.1.2 系统设计原理·22

3.2  MPU的选择24

3.3  数字信号处理器的应用25

3.3.1 DSP芯片的发展25 

3.3.2 DSP芯片的分类·27

3.3.3 DSP芯片的基本结构27

3.3.4 DSP芯片的选择30 

3.3.5 DSP芯片的应用32

3.4   本装置DSP芯片的选择·33

3.5   MPU与DSP的数据通信方式·36

3.6   前置通道的抗混叠低通滤波电路设计37

3.7   数据采集电路39

3.8   存储器的选择41

第四章  系统的软件设计·42

4.1   系统软件的总体设计42

4.2   DSP单元的软件设计42

4.2.1 DSP系统的开发环境·42

4.2.2  DSP单元中各功能模块的程序流程44

第五章  结论与展望·48

5.1   结论48

5.2   展望48

参考文献·50

致谢·52

附录·53

基于DSP的电力谐波测量装置的研究

【摘要】:本文首先介绍了国内外电力系统谐波测量装置的现状，分析了数字信号处理芯片在电力系统中的应用情况。然后，介绍了谐波的基本概念、衡量指标和数学分析方法。最后针对电力部门和实际应用的需要，提出了以Intel80c196kc作为主控制器，数字信号处理芯片TMS320C32作为从CPU的主从式硬件系统设计构想。 论文完成了基本的硬件电路设计和软件算法设计。 硬件设计方面，根据电力系统中数据采集和处理的实际特点，设计了信号的多通道采样保持和时分转换电路，实现了多路信号的同步采样和快速转换。主从CPU之间采用双端口RAM进行数据交换，充分发挥了微控制器的控制功能和DSP芯片的数字信号处理优势。 软件算法方面，系统采用传统的快速傅立叶变换(FFT)，对采集的电压和电流信号进行频谱分析。论文中还详细分析了信号的采样问题，以及信号的数字滤波问题。初步设计了对采集数据进行计算和处理的相关软件算法，实现了对谐波的测量功能。 本装置可以快速，准确的进行谐波的测量和分析。

【关键词】:DSP(数字信号处理器)，谐波，同步采样，数字滤波