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随着现代化建设和信息化建设的不断向前推进,大量非线性电力电子设备运行在电力线上,使得电网的谐波含量大大增加,谐波污染越来越严重,对电力系统的安全运行造成极大的影响。谐波测量是谐波问题研究的主要依据,实时测量电网中的谐波含量,掌握谐波的实际状况,对防止谐波危害、保障电网的安全运行意义重大。
目前,国内相关检测装置功能单一,精度不高;国外设备精度虽高,但价格昂贵。多数装置往往缺少网络功能,不能满足实时在线监测的要求。本文提出一种采用高速高精度ADC进行模拟数据采集,基于嵌入式ARM处理器和TI高速DSP双核来构建低成本、高精度、实时性好、人机界面友好、外围接口丰富、便携易用的谐波检测仪的方法,DSP完成实时信号的采集与分析,ARM处理器提供人机接口和网络功能。论文围绕DSP+ARM架构展开,主要研究内容及创新包含以下四个方面:
1.分析传统谐波测量装置的不足,设计出基于ARM和DSP架构且较为通用的数据采集分析平台,并应用于谐波检测领域。
2.分析影响谐波检测精度的因素,改进了一种同步采样方法,并选用FFT加窗插值的方法来实现谐波分析。
3.设计并实现了以TI高速DSP为核心的多通道、高精度数据采集与处理系统,并重点阐述了工作频率测量、数字滤波和基于DSP/BIOS的数据采集和信号处理实现。
4.详细阐述了以ARM处理器为核心的谐波分析与诊断系统的设计与实现。就开发过程中碰到的问题:触摸屏驱动和中文显示等作了深入研究。对于触摸屏,提出了一种通过将触摸屏模拟成鼠标的实现方法;对于中文显示,提出了一种将Windows字库引入到嵌入式Linux系统中的经济且有效的方法。