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基于嵌入式的电能质量数据采集系统的研究与设计

Form: 论文之家作者：申伟杰 Publish: 2006-9-20 Hits:-

【中文题名】

基于嵌入式的电能质量数据采集系统的研究与设计

【英文题名】

The Research and Design of Power Quality Data Collection System Based on Embedded Technology

【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】

2006-9-20

【中关键词】

电能质量,DSP,波动,闪变,ARM,Linux

【英关键词】

Power Quality,DSP,Voltage Fluctuation,Voltage Flicker,ARM,Linux,

【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>数据处理、数据处理系统>数据收集和处理系统

【论文摘要】

20世纪80年代以来,随着国民经济的高速发展,电的使用越来越广泛。但是,各种非线性、冲击性和不对称性负荷的大量投入使用,使电网供电电压的非线性、不稳定性和不对称性日趋严重。本文在研究了国内外电能质量相关文献的基础上,结合最新的计算机技术、信息处理技术、自动化技术、集成电路技术以及微电子技术,研究和开发了高精度多功能电能质量数据采集装置,为改善电能质量和制定有关电能质量的治理措施和政策提供必要的依据。首先,本文分析了电能质量研究的发展趋势以及电能质量数据采集系统开发的必要性,并针对国内电能质量数据采集系统发展的现状和存在的问题,提出了一种新的电能质量数据采集系统的三层结构模型:前端DSP数据采集系统、MCU数据管理系统和远程电能质量数据监测与分析系统,分析并证明了该方案对电能质量数据的监测具有明显的优越性;然后,针对前端DSP数据采集系统的特殊性和功能需求,深入地探讨了数据采集与A/D转换、三相同步采样和DSP核心处理等模块的硬软件的设计与开发技术;并在前端DSP数据采集系统的基础上深入研究了电能质量数据的DSP计算方法,提出了一种基于IEC标准的波动与闪变实时测量算法,并用DSP进行了仿真...

【论文题纲】

摘要	5-6
Abstract	6-10
第1章绪论	10-16
1.1 电能质量的概念	10-11
1.2 电能质量研究的背景和意义	11-13
1.2.1 开发电能质量数据采集装置背景	11-13
1.2.2 开发电能质量数据采集装置意义	13
1.3 电能质量数据采集装置的前景	13-14
1.4 电能质量数据采集装置的市场需求	14-15
1.5 本文所做的主要研究工作	15-16
第2章电能质量数据采集装置的总体设计	16-20
2.1 装置的三层结构	16-18
2.2 装置的主要功能	18-19
2.3 装置的主要性能指标	19-20
第3章 DSP 数据采集系统	20-35
3.1 DSP 简介	20
3.2 数据采集与 A/D 转换模块	20-24
3.2.1 A/D 采样速度	21-22
3.2.2 A/D 采样精度	22-23
3.2.3 A/D 采样同时性与采样通道数量	23
3.2.4 A/D 采样芯片的选型	23-24
3.3 三相同步采样模块	24-29
3.3.1 同步采样电路工作原理及构成	24-25
3.3.2 采样系统的硬件设计	25-27
3.3.3 采样系统的软件设计	27-29
3.4 DSP 核心处理模块	29-35
3.4.1 TI 公司的 DSP 芯片介绍及性能	29-30
3.4.2 DSP 应用系统的硬件设计	30-32
3.4.3 DSP 应用系统的软件设计	32-35
第4章电能质量数据的 DSP 算法实现	35-46
4.1 基本参数的数字测量	35-38
4.1.1 电压电流有效值	35-36
4.1.2 基波频率	36
4.1.3 有功功率	36-37
4.1.4 正弦电路无功功率与视在功率	37-38
4.2 电压波动与闪变的测量	38-46
4.2.1 简介	38-39
4.2.2 基本概念	39-40
4.2.3 电压波动的测量方法	40
4.2.4 电压闪变测量方法	40-46
第5章 MCU 数据管理系统	46-57
5.1 嵌入式 ARM 技术的简介	46-47
5.1.1 ARM 的概况	46-47
5.1.2 ARM 的基本结构	47
5.2 基于 AT91RM9200 的硬件系统设计	47-51
5.2.1 AT91RM9200 的基本参数	47-48
5.2.2 以 AT91RM9200 为核心的 MCU 模块	48-51
5.3 嵌入式 Linux 系统	51-57
5.3.1 嵌入式 Linux 的特点	51-52
5.3.2 嵌入式 Linux 的结构	52-54
5.3.3 嵌入式 Linux 平台的建立	54-57
第6章嵌入式 GUI 系统的设计	57-65
6.1 嵌入式 GUI 的简介	57-58
6.2 基于 QT/E 的 GUI 界面	58-60
6.2.1 装置中 GUI 界面的特点	58-59
6.2.2 装置的 GUI 界面	59-60
6.3 基于 QT/E 的触摸屏驱动	60-65
6.3.1 Linux 下的设备驱动基础	60-61
6.3.2 QT 下的触摸屏驱动	61-65
结论	65-67
参考文献	67-70
致谢	70-71
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录	71-72
附录 B 攻读学位期间所参加的科研项目	72

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.379992



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