试谈相位差基于ARM电能质量检测装置经典

论文导读：
摘要：现今，更多的非线性的大型负荷投入利用，使电网电能质量日趋下降。电力机车、整流装置在提升技术、经济时，也大大增加了电网谐波。除了谐波等电能质量不足外，其它电能质量不足也带来不利影响。如电压、频率异常偏差将使异步电机的功率、转速与正常值偏差过大，而使生产机械降低效率，影响产品的质量。由此为了电能质量的改善，必须对电网的电能质量进行检测、评估和浅析。根据目前电能质量检测设备进展要求，本论文探讨设计了一种电能质量检测装置，该装置兼具底层采集、数据计算、本地存储、本地实时显示及以太网通讯等功能。该装置具有高速、高效、实时及网络传输等特性，且体积小、功耗低、成本廉。在大量查阅相关文献及电能质量国家标准后，探讨了一种FFT谐波浅析策略。本论文进行了如下主要工作：(1)浅析探讨了纳托尔自卷积窗的频谱特性、离散频谱相位差校正法的原理运用，结合本设计要求探讨了基于纳托尔自卷积窗的相位差FFT谐波浅析法。利用MATLAB进行了算法的仿真，验证了算法的正确性和较高精度性。(2)根据电能质量检测装置的功能要求，进行了该硬件电路的设计实现。首先进行了基于16位、6通道同时采样的ADS8364的数据采集模块的电路设计和制作；其次进行了本地SD存储、液晶显示、以太网通讯及外设片选电路的设计与实现。(3)根据系统要求，进行了以μC/OS-II为实时操作系统的软件系统的设计实现。移植了μC/OS-II操作系统，编制了数据采集、FFT浅析校正、SD存储、液晶显示、以太网通讯等软件模块。(4)浅析了本检测系统误差、干扰，并进行了实验测试。关键词：电能质量检测论文纳托尔自卷积窗论文相位差论文ADS8364论文μC/OS-II论文
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Abstract5-6
目录6-9
1 绪论9-13

1.1 电能质量的概述9-11

1.2 课题探讨的作用11

1.3 电能质量检测装置的国内外近况和进展走势11-12

1.4 本论文探讨解决的不足及工作内容12-13

2 电能质量的谐波浅析策略13-30

2.1 FFT 谐波浅析概述13-14

2.2 基于加窗、插值的 FFT 谐波浅析策略14-21

2.1 常用余弦窗函数特性探讨及其选取15-17

2.2 FFT 浅析中插值法的运用17-21

2.3 基于纳托尔自卷积窗的相位差 FFT 谐波浅析的探讨与实现21-29

2.3.1 离散频谱的相位差校正法21-23

2.3.2 离散余弦窗的自卷积窗23-27

2.3.4 基于纳托尔自卷积窗的相位差校正法仿真浅析27-29

2.4 本章小结29-30

3 基于 ARM(LPC2292)的电能质量检测装置硬件电路设计与实现30-49

3.1 电能质量检测装置硬件总体设计30-31

3.2 ARM7 处理器31

3.3 基于 ADS8364 数据采集模块的设计与实现31-40

3.1 ADS8364 原理特性32-33

3.2 数据采集检测调理电路的设计与实现33-38

3.3 ADS8364 与 ARM7 的连接电路38-40

3.4 SD 卡存贮模块电路的设计与实现40-43

3.4.1 SD 卡的 SPI 总线方式41-42

3.4.2 微制约器 LPC2292 与 SD 卡的 SP 方式接口电路42-43

3.5 液晶显示模块电路的设计与实现43-44

3.6 以太网传输模块电路的设计与实现44-47

3.6.1 以太网制约器 RTL8019AS44-46

3.6.2 RTL8019AS 与 LPC2292 的接口电路46-47

3.7 扩展外设的片选电路的设计与实现47-48

3.8 本章小节48-49

4 电能质量检测装置系统软件设计49-68

4.1 μC/OS-II 操作系统49-51

4.

1.1 μC/OS-II 操作系统概述50

4.

1.2 μC/OS-II 操作系统的移植50-51

4.2 ADS

1.2 集成开发环境51-52

4.

2.1 CodeWarrior IDE 集成开发环境51-52

4.

2.2 AXD 调试器简述52

4.3 AD 采样程序模块52-54

4.4 FFT 数据处理程序模块54-56

4论文导读：浅析68-695.1.2系统的抗干扰695.2系统测试69-705.3本章小结70-716总结与展望71-72参考文献72-74攻读硕士期间发表学术论文和参与科研项目情况74-75附录系统硬件实物图75-76致谢76-77上一页12
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4.1 按时间抽取的基 2 FFT 算法的实现54

4.2 纳托尔自卷积窗的实现54-55

4.3 相位差校正法的实现55

4.4 FFT 数据处理主程序55-56

4.5 SD 卡本地存贮程序模块56-60

4.5.1 SD 软件模块整体框架56-57

4.5.2 SD 卡软件模块的硬件参数配置57-58

4.5.3 SD 软件模块包的接口函数58-60

4.5.4 SD 卡存贮模块主程序60

4.6 液晶显示程序模块60-64

4.6.1 液晶显示软件模块接口函数60-62

4.6.2 液晶模块初始化62-63

4.6.3 液晶显示模块主程序63-64

4.7 以太网传输程序模块64-67

4.7.1 以太网软件模块结构框图64

4.7.2 模块接口函数64-65

4.7.3 以太网模块的硬件参数配置65-66

4.7.4 RTL8019AS 芯片初始化66-67

4.7.5 以太网传输软件模块主函数67

4.8 本章小结67-68

5 系统误差浅析、抗干扰及系统测试68-71

5.1 系统误差浅析及抗干扰68-69

5.

1.1 系统误差浅析68-69

5.

1.2 系统的抗干扰69

5.2 系统测试69-70

5.3 本章小结70-71

6 总结与展望71-72
参考文献72-74
攻读硕士期间发表学术论文和参与科研项目情况74-75
附录 系统硬件实物图75-76
致谢76-77