基于dsp电能质量检测系统的设计.doc

本科毕业设计论文
题目:基于DSP的电能质量
检测系统的设计
院(部): 信息与电气学院
专业: 通信工程
班级: 通信082
姓名: 王俊生
学号: 2008081330
指导教师: 关华
完成日期: 2005年6月30日
目录
摘要 III
ABSTRACT IV
1前言 - 1 -
课题背景及研究意义 - 1 -
国内外现状及研究工作 - 2 -
2 总体方案 - 4 -
对任务书的分析 - 4 -
方案设计 - 5 -
3 电能质量指标的测量原理和计算方法 - 8 -
快速傅立叶变换原理 - 8 -
时间抽取基2FFT算法(DIT) - 8 -
频率抽取基2FFT算法(DIF) - 9 -
基本电能质量参数的计算 - 10 -
4 系统硬件设计 - 13 -
DSP芯片选择 - 13 -
系统硬件总体结构 - 14 -
DSP外围系统设计 - 15 -
电源电路设计 - 15 -
复位电路设计 - 16 -
时钟电路设计 - 16 -
外部存储器扩展 - 17 -
信号调理电路设计 - 18 -
A/D采样电路设计 - 19 -
频率捕捉 - 20 -
CPLD逻辑电路设计 - 21 -
5 软件总体设计 - 25 -
软件总体设计 - 25 -
DSP存储空间配置 - 27 -
A/D采样程序设计 - 28 -
FFT程序设计 - 30 -
LCD显示程序设计 - 32 -
6 结论 - 34 -
谢辞 - 35 -
参考文献 - 36 -
摘要
本设计采用DSP和CPLD相结合,给出了一个基于DSP的电能质量检测方案。该设计能够用来测量交流电压、电流的有效值以及各次谐波分量,此外还可以测量电压频率、有功功率、无功功率、功率因数等。论文重点介绍了以下几个部分:电能质量测量的原理和方法,详细讨论了FFT谐波分析方法;系统的硬件电路设计,包括DSP最小系统、信号调理电路、A/D采样电路、数据存储电路、CPLD内部逻辑电路;DSP程序设计,包括AD采样程序、FFT程序、显示程序、数据存储程序等。
关键词:电能质量;DSP;CPLD;快速傅立叶变换;检测
ABSTRACT
This bined DSP and CPLD chip to give a DSP-based power quality monitoring can measure alternating voltage,current and their harmonics,frequency,active power,reactive power,power factor of the paper are laid on following:the principle and methods of power parameter measurement which bat around the FFT algorithm of harmonic of hardware,including least system of DSP,signal conditioning circuit,A/D transfer circuit,data saving circuit,the logic circuit in CPLD ;DSP software design,including the programming of A/D transfer,the programming of FFT,the programming of display service,the programming of data saving etc.
Key Words: power quality;DSP;CPLD;fast fourier transform;monitoing
1前言
课题背景及研究意义
随着智能电网和电力市场进程的不断推进和发展,用户对电能质量的要求不断提升,要求提供多种可选的电能质量和价格方案。同时电能质量检测是高级量测体系中智能电表的重要检测内容之一,电能质量问题也是确定高级配电运行方式的重要约束条件。但随着工业规模的扩大,电力系统用电负荷结构发生了重大变化,许多新型的电力电子设备运行时会向电力系统注入谐波电流,使公共连接点的电压波形严重畸变,并产生很强的电磁