| 【中文题名】 | 柴油发电机组故障录波器的研制 |
| 【英文题名】 | The Research of Fault Recorder of Diesel Generating Set |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-9-13 |
| 【中关键词】 | 柴油发电机组,故障录波器,DSP,CPLD,快速傅立叶变换, |
| 【英关键词】 | Diesel Generating Set,fault recorder,DSP（digital signal processor）,CPLD（Complex Programmable Logic Device）,FFT（Fast Fourier Transform）, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>监视、报警、故障诊断系统> |
| 【论文摘要】 | 故障录波器是分析电力系统故障的重要仪器，本论文在充分分析国内现有故障录波器的结构、功能和存在问题的基础上提出了一种新型的基于DSP(TMS320LF2407A)和CPLD(XC9536)的故障录波装置的设计方案，该装置特别适合于柴油发电机组构成的低压电力系统。
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，根据柴油发电机组数据采集和处理的实际特点，用CPLD和DSP控制对六路同时采样的高速A／D转换器ADS7864来完成六路交流电信号的数据采集；机组的参数(油温、油压、水温、缸温)由DSP的内置AD来采集。这里CPLD主要实现逻辑控制部分的作用，主要完成了采样脉冲产生、地址译码等功能。本系统还提供了一种和LonWorks现场总线通讯的接口电路以及实现方法，这样方便和上位机通讯。
软件算法方面，本装置研究了柴油发电机故障录波的主要启动判据，提出了一种消除衰减直流分量的方法，并用快速傅立叶变换(FFT)对交流谐波进行了分析。论文的最后还介绍了FFT在DSP上的实现，并在现场对柴油发电机进行了相关故障实验。实验表明故障录波器能及时启动。 |
| 【论文题纲】 |
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第一章 引言 |
7-12 |
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1.1 柴油发电机组供电方式的优势 |
7-8 |
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1.2 故障录波器的作用及其发展 |
8-9 |
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1.3 DSP技术的发展以及在电力系统中应用 |
9-11 |
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1.4 论文研究的内容 |
11 |
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1.5 小结 |
11-12 |
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第二章 柴油发电机组故障录波系统的概述 |
12-17 |
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2.1 研究的主要内容和方法 |
12 |
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2.2 数据采集的主要技术指标 |
12-14 |
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2.2.1 输入信号 |
12-13 |
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2.2.2 采样指标 |
13 |
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2.2.3 数据记录时间和方式及采样速率 |
13-14 |
|
2.2.4 启动方式 |
14 |
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2.3 系统的整体结构概述 |
14-16 |
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2.4 小结 |
16-17 |
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第三章 故障录波器的硬件设计 |
17-40 |
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3.1 硬件设计准则 |
17 |
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3.2 主要硬件电路介绍 |
17-39 |
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3.2.1 DSP器件 |
17-19 |
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3.2.2 PT和CT信号调理电路部分 |
19-21 |
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3.2.3 A/D转换电路 |
21-26 |
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3.2.4 信号频率倍频处理电路 |
26-30 |
|
3.2.5 CPLD器件 |
30-32 |
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3.2.6 扩展存储器SRAM |
32-33 |
|
3.2.7 双端口存储器DRAM |
33-34 |
|
3.2.8 人机接口设计 |
34-36 |
|
3.2.9 LonWorkS通信模块 |
36-37 |
|
3.2.10 其他外围芯片的选择 |
37-39 |
|
3.3 小结 |
39-40 |
|
第四章 系统启动判据及算法的研究 |
40-53 |
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4.1 突变量启动 |
40-41 |
|
4.2 相量及序分量启动 |
41-43 |
|
4.3 频率算法 |
43-44 |
|
4.4 谐波分析算法及基本参数的计算 |
44-52 |
|
4.4.1 消除衰减直流分量的算法 |
44-48 |
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4.4.2 傅立叶变换 |
48-51 |
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4.4.3 FFT算法的应用 |
51-52 |
|
4.4.4 机组参数的计算 |
52 |
|
4.5 小结 |
52-53 |
|
第五章 故障录波器的软件设计 |
53-67 |
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5.1 DSP软件设计 |
53-62 |
|
5.1.1 DSP程序的总体考虑 |
53-54 |
|
5.1.2 DSP软件编程的特点 |
54 |
|
5.1.3 DSP软件编程步骤 |
54-55 |
|
5.1.4 C和汇编语言的混合编程 |
55 |
|
5.1.5 DSP各个程序模块及流程图 |
55-62 |
|
5.2 可编程逻辑器件CPLD软件程序设计 |
62-66 |
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5.2.1 VHDL语言简介 |
63-64 |
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5.2.2 CPLD在本系统中的程序 |
64-66 |
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5.3 本章小结 |
66-67 |
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第六章 FFT的DSP实现及故障录波实验 |
67-72 |
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6.1 快速傅立叶变换的DSP实现 |
67-68 |
|
6.2 柴油发电机组故障录波器实验研究 |
68-71 |
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6.3 小结 |
71-72 |
|
结论及展望 |
72-73 |
|
参考文献 |
73-76 |
|
附录 |
76-77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.379750 |
