一、基于DSP和CPLD的电力参数检测终端的设计（论文文献综述）
黄刚[1]（2017）在《电力能效监测终端数据采集和处理系统的设计与研究》文中进行了进一步梳理随着经济的迅速发展,各种能源危机出现,其中电能作为国家经济发展的命脉,它的健康良好发展受到国家的高度重视。目前国家正大力发展电力需求侧管理平台,从节能减排、能效数据监测分析等方面建立标准,试图提高电力能效监测终端的质量并确保电力能效监测系统的安全稳定运行。本文自主研制出一套电力能效监测终端,主要对电力能效监测终端数据采集和处理系统进行了研究与设计,主要内容如下:（1）在调研了国内外的研究现状的基础上,分析了系统设计的主要需求及各种参数的性能指标,提出了系统设计必需的关键技术,主要包括数据采集技术和抗干扰技术,然后通过比较目前电力能效监测终端设计的各种备选方案,提出本文系统设计的具体思路及整体方案。（2）谐波分析作为系统数据处理部分的重要研究对象,论文对目前较为流行的几种谐波分析理论进行研究,包括基于瞬时无功功率理论、小波变换理论和傅里叶变换理论,比较分析了各种理论方法的优缺点,系统最终采用加汉宁窗插值的FFT算法,并对它进行着重介绍。（3）对系统的硬件电路进行设计,主要包括互感器电路、抗混叠滤波电路、频率捕捉电路、A/D接口电路、直流模拟量信号调理模块、DSP数据处理模块,对它们的工作原理进行详细分析并给出相应的原理图设计。（4）对系统的软件程序进行设计,主要介绍了系统软件程序各个模块详细设计过程,其中包括主程序设计、交流数据采集与处理模块设计、直流数据采集与处理模块设计、SCI串口通信模块设计,并对系统核心算法FFT运算及各种电力参数运算的软件实现方法进行重点介绍。（5）通过对系统的设计与研究,自主研制了电力能效监测终端装置,首先对系统的硬件PCB板进行调试,然后采用标准信号源对监测终端进行测试,主要是针对电压、电流、有功功率、谐波以及直流模拟量的测试,并由测试结果证明了系统软硬件设计的合理性。
任丽闪[2]（2013）在《便携式在线变压器功率损耗测试仪的研究》文中认为在现代科技、经济飞速发展的社会中，电能的重要地位日益显现出来，节能降耗工作也越来越重要。变压器功率损耗在电能损耗中占较大的比重。目前变压器功率损耗测试装置仍采用传统的离线测量方法，因此研究一种便携式在线变压器功率损耗测试仪具有重要的意义。该测试仪具有在线测试与携带方便，测试精度高的特性。本文首先论述了变压器电力参数测试装置的发展状况，数据采集系统的理论基础和变压器功率损耗在线测试的主要计算方法；然后论述了系统中各模块的硬件设计，对各模块的电路进行了仿真；最后论述了系统软件部分的设计，主要包括信号调理模块、模数转换模块和ZigBee无线传输模块的程序设计，并对AD7656的模数转换进行了仿真。该便携式在线变压器功率损耗测试仪的数据采集系统由主站的采集系统和从站的采集系统构成的。主站的采集系统主要包括信号调理模块、模数转换模块、无线接收模块和主控制部件及辅助控制器件。从站的采集系统主要包括信号调理模块、模数转换模块和无线传输模块。主站的主控部件选用ARM Cortex-M3，其功能是负责数据采集系统中各模块的协调运行；主站的辅助控制器件采用CPLD，负责控制模数转换模块。信号调理模块包含互感器、二阶巴特沃斯滤波电路，保证了测试的量程和精度。模数转换模块选用2片6通道16位的AD7656芯片，采集变压器高压侧和低压侧的电力信号。变压器高压侧的电力信号由从站的采集模块进行采集，该模块选用DRF1601型号的ZigBee无线数据传输模块将采集结果传送给主站的主控部件。变压器低压侧的电力信号由主站的采集模块进行采集。此外还设计了主控器件的一些外围电路，为系统的稳定可靠运行提供前提条件。由于该便携式在线变压器功率损耗测试仪采用ZigBee无线传输模块，实现了变压器两侧电力信号同步在线采集，实时测得变压器功率损耗，提高了变压器功率损耗的测试精准度，兼备便于携带与在线测试的特性。该测试仪为试验人员测试变压器功率损耗提供了方便，有利于节能降耗工作的顺利开展。
李化生[3]（2012）在《嵌入式电能质量监控终端的研究与设计》文中指出电能作为一种重要的能源,其质量的好坏不仅与人民生活息息相关,而且关系到国民经济的总体利益。从某种意义上说,电能质量的好坏反映了一个国家经济与科技水平的高低。要把我国建设成为“节约型社会”,科学地监管电能质量显得尤为重要。本文考虑到要采集和处理大量数据以及满足实时性的要求,综合比较几种原始方案的优缺点,最终提出了基于ARM+DSP+CPLD双CPU结构设计方案。硬件方面采用模块化的设计思路,主要设计了以AD7656为核心芯片的前端数据采集模块、以TMS320VC5402为核心芯片的DSP数据处理模块以及以S3C2410为核心芯片的ARM控制管理模块。通过]（?）MS320VC5402本身具有的HPI接口实现DSP与ARM之间的通信,采用DM9000设计了以太网接口电路,实现了电能质量的远程监控,并制作调试了相应模块的电路板。软件方面,包括DSP数据处理模块软件设计和ARM主控管理模块软件设计。DSP数据处理模块软件部分给出了相应的程序流程图,重点介绍了ARM主控管理模块软件的设计。数据采样部分,CPLD负责逻辑控制,利用VHDL设计自动状态机来实现对A/D转换和数据存储的控制；数据处理方面,通过对实时信号处理的MATLAB仿真验证了经过锁相倍频电路同步采样后再通过FFT变换进行谐波测量能够解决频谱泄露这一难题的理论正确性。最后,成功安装移植了Qt/X11、Qt/Embedded图形开发工具,并设计了本监控终端的GUI界面,实现了远程监控和分析电能质量的目的。
吴海强[4]（2011）在《多功能电能质量监测仪的研究与设计》文中研究指明随着电力系统的快速发展,对供电质量和可靠性的要求日益提高。然而电力系统中的非线性负荷及冲击性负荷日益增加,对电网质量造成污染。如何提高电能质量已经成为保证供用电系统安全和电网稳定运行的迫切要求。本文首先介绍了电能质量的评价指标和国家标准,分析了国内外电能质量的研究现状,总结了各类电能质量指标的检测原理和计算方法,为多功能电能质量监测仪的研制提供了必要的理论依据。然后,在分析电能质量监测仪对软硬件要求的基础上,对监测仪的硬件系统进行了研究。采用先进的模块化设计思想,在整体结构采用上下位机的模式。上位机采用嵌入式工业控制计算机,实现与DSP的数据交换、统计分析、存储、人机界面和通信；下位机采用TMS320C6711D结合多通道高速高精度ADS8365,实现对电力基本数据的采集、电力参数计算、电能质量指标计算以及与上位机进行高速数据交换的功能。另外,监测仪还采用工业开关电源,配以温控风扇,可有效地解决设备散热问题,使设备可靠高效地工作。最后,介绍了电能质量监测仪的软件开发。软件主要包括测量单元DSP软件、管理单元软件、可编程逻辑器件软件和PC端的自动校准软件等四部分。测量单元软件采用C语言和汇编语言混合编程,遵循模块化、自顶向下、逐步细化的编程思想,完成电压电流的采集、校准、电力基本参数计算、电能质量指标计算、分析、存储与管理单元通信等功能。管理模块软件设计采用嵌入式Linux操作系统,完成数据统计、分析、存储、通讯、显示、触摸屏的操作等多种功能。监测仪通过对CPLD编程实现系统的组合逻辑和时序匹配。实际运行结果表明,设计的多功能电能质量监测仪在功能和性能上,已经达到或者超过国内外同类产品的先进水平,并通过湖南省科技成果鉴定。
冯源,宋永献,龚成龙,贺乃宝[5]（2010）在《基于DSP和CPLD的电能参数监测系统设计》文中认为电能质量监测技术是当前电力系统领域的研究热点。针对电网三相电压及电流信号的采集与处理,设计了电能质量检测装置的数据采集系统,系统采用DSP作为核心处理器,完成了多通道数据采集、数据处理、键盘显示、复杂可编程逻辑控制器CPLD与单片机外围接口等关键模块的软硬件设计。在硬件方面,重点介绍以DSP和CPLD为核心的电力参数检测电路以及CPLD和锁相环组成硬件同步采样电路;在软件方面进行了相关软件算法设计,同时介绍了电力参数检测的主程序。实验表明,系统具有响应速度快、精度高、实时性好的优点。
李洪池[6]（2010）在《基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现》文中认为随着大功率电力电子开关设备的普及应用,它所带来的各种电能质量问题已引起各国电力工作者的高度重视,提高电能质量的新技术已成为近年来电力系统研究领域中新的热点。通过对电能质量进行实时监测、记录和分析,可以为改善电能质量、制定有关电能质量的治理措施提供必要的依据,这就使得研究电能质量监测技术具有十分重要的现实意义。本系统采用DSP和CPLD相结合,设计开发了一种基于DSP的多功能电能质量监测仪。该仪器能够用来测量三相电压、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、三相不平衡度、有功功率、无功功率、功率因数等。能够存储停电、上电时间,各个参数数据每隔一分钟记录一次。扩展SD卡数据接口,方便存储大量实时数据。此外系统扩展了RS232/485本地通讯接口和GPRS通信接口,可通过GPRS实现远程通信,这些扩展的通信接口可以方便开发上位机数据库管理软件和实现远程监控。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、频率捕捉电路、A/D采样电路、数据存储电路、CPLD内部逻辑电路及通讯接口电路等;DSP程序设计,包括AD采样程序、FFT程序、键控及显示程序、数据存储程序、通信接口程序等;最后对系统进行了硬件测试和软件测试,并对测试结果进行分析。实践表明,本系统具有很高的测量速度和检测精度,功能齐全,扩展性好,具有广阔的应用前景和实用价值。
李炜[7]（2010）在《基于嵌入式系统的船舶区域配电监控的研究》文中认为随着船舶电力系统容量的不断扩大,船舶电力系统的地位将从辅助系统变成主动力系统,船舶电网的网络拓扑结构会越来越复杂,传统意义上两个电站的干馈混合式供电已经不能适应发展的需要。同时负载对供电质量的要求不断提高,这也对配电系统的可靠性提出了挑战。为了适应这种要求,急需构建区域配电系统。区域配电系统的优点是能简化电缆敷设工作,降低了电缆的重量和成本,同时能实现发电机和整流设备成本、体积和重量的最佳化、集成化,提高了舰艇的生命力。此外,区域配电系统便于模块式建造,可以使区域内的所有用电设备在建造时无需与舰船上其它区域相连即可获得电能,使得设备的安装、调试和试验变得方便。因此对舰船的区域配电系统的研究具有十分重要的意义。本文在研究了区域配电系统的总体结构的基础上,从区域配电系统的根本任务出发,采用了基于三层现场总线控制系统作为区域配电监控系统的整体结构,并在此监控系统下设计实时性好、可靠性高、体积小、具有现场总线接口,并能够实现网络和监控功能的区域配电的智能化电能管理终端。本区域配电监控终端选用ARM和CPLD作为终端的核心,由最小系统和CAN接口电路,LED电路,存储电路和控制电路等外围电路组成了数据调理,数据采集,数据处理,数据存储,总线通讯,数据显示及开关量控制等一系列的功能模块。文中详细的描述了各个模块的原理,硬件设计过程和功能,对于其中的模拟部分更是给出了详细的原理分析,并结合实际硬件电路给出了测试结果。最后根据自身经验阐述了硬件设计中的技术关键点。软件部分则以交流同步采样的数据采集方法和FFT的数据分析算法为理论依据,采用μC/OS-II作为软件平台,根据监控终端的功能要求设计了串口,CAN,存储等基本驱动程序。并在CPLD上采用Verilog-HDL语言完成了频率测量和A/D采样保持功能,极大的减小了同步采样误差,同时设计了能在AMR内核上运行的实时定点FFT算法。最后设计了区域配电监控的应用程序。
林广明,黄义锋,欧阳森,蒋金良[8]（2009）在《基于DSP和CPLD电能质量监测装置的设计》文中提出设计了一种基于DSP+CPLD构架的电能质量监测装置,该装置利用CPLD产生DSP外围器件的控制时序,文中详细介绍了CPLD对DSP外围器件的逻辑接口设计,通过MAX+PLUSⅡ对CPLD的控制时序进行仿真,仿真结果验证了本设计的可行性,试验测试结果表明该装置实现了多项电能质量指标的实时在线监测。
刘琦[9]（2009）在《变电站智能监护系统的研究》文中认为变电站自动化系统是利用计算机、通信技术对在线运行的变电站设备进行实时监控的自动化系统。它集微机继电保护、测量、控制、远程通信于一体,对变电站进行全方位的控制和管理。随着微电子技术、计算机技术和通信技术的快速发展,电力自动化技术得到了迅速发展,电力电子装置和其它非线性负载设备的使用使得人们越来越关注电力系统的电能质量。对这些电力参数进行实时的测量、监控和分析并进一步采取相应的补偿措施,对提高电力系统的供电安全和可靠性有着重要的意义。本文首先介绍了国内外变电站自动化系统的发展情况和研究动态,并对数字信号处理器（DSP）的发展及其在电力系统的应用、CAN总线在电力系统自动化的应用情况进行了研究,对现有变电站的集中式和分层分布式两种结构进行了比较和分析,提出了基于DSP和CAN总线的变电站智能监护系统的设计方案,并且根据电力系统的要求,给出了系统的性能指标。本文在硬件上采用模块化设计,精心设计了测控模块和通信模块。通过利用DSP强大、高效的运算能力和丰富的外围接口电路,使系统的实时响应性能和信号处理速度都得到了大幅提高。同时论文将CPLD技术引用到系统的硬件电路设计中,并将微处理器的外围数字电路集成到一个芯片上,降低了系统外部连线的复杂程度,提高了系统的集成化程度和可编程性。在通信方面,利用现场总线的通信速率高、容错性强的特点,成功地将CAN总线引入到变电站现场数据的通信中,提高了整个系统的现场数据通信的实时性和可靠性。在软件上,通过广泛利用DSP的中断资源,很好的解决了多任务对CPU的同时请求,提高了系统的实时性和软件的运行效率。在理论上,基于快速傅立叶变换给出了频率、电压、电流、有功功率、无功功率等电参量的计算方法,并且设计出软、硬件的抗干扰设施,保证了系统要求的精度。该系统在MATLAB仿真设施环境下进行了仿真实验。仿真实验结果表明:本文所设计的智能监护系统运作的快速性、准确性、可靠性、抗干扰性等功能特性均令人满意,满足电力系统的精度要求,证明本方案可行。
蔡昱华[10]（2009）在《非工频交流电源电参数测量系统的研究》文中提出非工频电源具有稳压稳频、测量范围宽、精度高等特点,工业上越来越多地将它用作标准供电电源,其性能好坏关系到整个工厂的生产,因此对非工频电源输出电参数的测量研究具有重要的意义。论文综述了国内外交流非工频电参数测量系统的研究和应用现状,根据变频设备的工作原理和输出特性,提出了系统的总体方案设计,采用高速的数字处理芯片和有效算法来进行控制实现。与传统仪器的区别是,系统主要针对非工频状态下的电参数测量问题,具有高速采样和宽频特点,同时也可以测量工频状态下的电参数。论文首先研究了各个非工频电参数的测量算法,然后提出了交流同步采样技术。针对非工频电源的频率测量问题,设计了基于Hanning窗的数字滤波器算法,有效地实现了在含谐波分量情况下非工频电源基波参数的提取。针对非工频电源的谐波,进行了快速傅立叶变换分析和瞬时无功功率分析。在此基础上,相应地提出了谐波检测算法和改进方法。通过MATLAB下的编程和建模仿真,验证了算法的正确性。根据理论分析和实际条件,论文设计了基于TMS320F2812 DSP的测量系统,结合16位AD8364芯片和CPLD达到实时高精度等目的。设计的主要电路模块包括:信号调理模块、A/D数据转换模块、电参数算法的数据处理模块、通信接口模块以及CPLD频率测量控制模块和显示模块等。重点分析了CPLD测频时序控制模块、数据采集模块、数据处理模块,给出了芯片选型和硬件电路设计。最后对前述理论进行了算法分析和程序流程图设计,并从系统误差、硬件和软件、系统调试等角度给出了系统优化的策略。
二、基于DSP和CPLD的电力参数检测终端的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于DSP和CPLD的电力参数检测终端的设计（论文提纲范文）
（1）电力能效监测终端数据采集和处理系统的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 电力能效监测终端数据采集和处理系统总体方案设计 |
| 2.1 终端数据采集和处理系统需求分析及设计要求 |
| 2.2 关键技术分析 |
| 2.2.1 数据采集技术 |
| 2.2.2 抗干扰技术 |
| 2.3 设计方案的比较与选择 |
| 2.3.1 备选方案 |
| 2.3.2 本系统设计方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电力能效监测终端数据采集和处理系统算法的研究 |
| 3.1 基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法 |
| 3.2 小波变换分析方法 |
| 3.3 基于傅里叶变换的谐波分析方法 |
| 3.3.1 离散傅里叶变换(DFT) |
| 3.3.2 快速傅里叶变换(FFT) |
| 3.4 基于汉宁窗的FFT加窗插值算法研究与仿真 |
| 3.4.1 频谱泄露 |
| 3.4.2 基于汉宁窗加窗插值算法分析 |
| 3.4.3 MATLAB仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 系统硬件设计 |
| 4.1 硬件设计原则 |
| 4.2 主要元器件选型 |
| 4.2.1 互感器的选择 |
| 4.2.2 采样点数的选择 |
| 4.2.3 A/D采样芯片的选择 |
| 4.2.4 DSP的选型 |
| 4.3 交流数据采集模块设计 |
| 4.3.1 互感器电路的设计 |
| 4.3.2 抗混叠滤波电路的设计 |
| 4.3.3 频率捕捉电路设计 |
| 4.3.4 A/D接口电路设计 |
| 4.4 直流模拟量采集模块设计 |
| 4.5 DSP数据处理模块的设计 |
| 4.5.1 电源电路的设计 |
| 4.5.2 复位电路的设计 |
| 4.5.3 时钟电路的设计 |
| 4.5.4 JTAG接口设计 |
| 4.5.5 串口通信电路设计 |
| 4.6 系统的硬件抗干扰设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 系统的软件设计 |
| 5.1 软件开发环境及开发流程 |
| 5.2 DSP程序设计 |
| 5.2.1 软件总体主程序设计 |
| 5.2.2 交流数据采集程序设计 |
| 5.2.3 直流数据采集程序设计 |
| 5.2.4 交流数据处理程序设计 |
| 5.2.5 直流数据处理程序设计 |
| 5.2.6 SCI串口通信程序设计 |
| 5.3 系统的软件抗干扰设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 系统调试及性能测试 |
| 6.1 系统调试 |
| 6.1.1 电源板的调试 |
| 6.1.2 数据采集板的调试 |
| 6.2 性能测试 |
| 6.2.1 电压测试 |
| 6.2.2 电流测试 |
| 6.2.3 有功功率测试 |
| 6.2.4 谐波测试 |
| 6.2.5 直流模拟量测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 附录 采集板PCB实物图 |
（2）便携式在线变压器功率损耗测试仪的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 变压器电力信号的数据采集方法的理论分析 |
| 2.1 数据采集系统理论基础 |
| 2.2 数据采集系统的性能指标 |
| 2.3 电力信号采样方式 |
| 2.4 电力参数的计算 |
| 2.4.1 电压有效值、电流有效值的计算 |
| 2.4.2 有功功率的计算 |
| 2.4.3 视在功率的计算 |
| 2.4.4 无功功率的计算 |
| 2.4.5 变压器功率损耗的计算 |
| 2.4.6 功率因数的计算 |
| 第3章 变压器功率损耗测试仪的总体设计方案 |
| 3.1 数据采集系统的设计原则 |
| 3.2 变压器功率损耗测试仪的性能指标 |
| 3.3 变压器功率损耗测试仪的设计方案 |
| 3.4 系统各模块器件的选用 |
| 3.4.1 控制器件的选用 |
| 3.4.2 信号调理电路的选用 |
| 3.4.3 模数转换器件的选用 |
| 3.4.4 无线通信协议的选用 |
| 第4章 变压器功率损耗测试仪的硬件设计 |
| 4.1 主控制部件 ARM Cortex-M3 的系统结构及特性 |
| 4.2 辅助控制部件 CPLD 的选型与控制电路 |
| 4.2.1 CPLD 的选型与特性 |
| 4.2.2 CPLD 的控制电路 |
| 4.3 信号调理电路的设计 |
| 4.3.1 档位可调互感器的设计 |
| 4.3.2 滤波电路的设计 |
| 4.3.3 信号电气隔离环节的设计 |
| 4.4 模数转换电路的设计 |
| 4.4.1 AD7656 型号模数转换芯片的特性及引脚功能 |
| 4.4.2 AD7656 的外部电路设计 |
| 4.5 无线传输模块的设计 |
| 4.6 ARM Cortex-M3 主要外围电路的设计 |
| 4.6.1 电源模块的设计 |
| 4.6.2 复位模块的设计 |
| 4.6.3 时钟模块的设计 |
| 4.6.4 系统存储模块的设计 |
| 4.6.5 系统键盘、显示与下载打印模块的设计 |
| 4.7 系统的抗干扰措施 |
| 第5章 变压器功率损耗测试仪的软件设计 |
| 5.1 信号调理模块的程序设计 |
| 5.2 模数转换模块的程序设计 |
| 5.3 ZigBee 无线传输模块的程序设计 |
| 5.4 变压器两侧电力信号采集的同步控制的程序设计 |
| 5.5 触屏显示的程序设计 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）嵌入式电能质量监控终端的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 电能质量的衡量标准 |
| 1.1.2 电能质量问题产生的原因和危害 |
| 1.1.3 电能质量监控的目的 |
| 1.2 国内外电能质量研究概况及发展趋势 |
| 1.2.1 电能质量理论研究的方法 |
| 1.2.2 国内外电能质量监控装置的研究现状及发展趋势 |
| 1.3 本论文的主要工作 |
| 2 电能质量指标及其测量计算方法 |
| 2.1 基本的电参数 |
| 2.1.1 电压有效值、电流有效值的定义与计算 |
| 2.1.2 功率与功率因数的定义与计算 |
| 2.2 电能质量指标 |
| 2.2.1 供电电压允许偏差 |
| 2.2.2 供电系统频率偏差 |
| 2.2.3 公用电网谐波 |
| 2.2.4 三相电压不平衡度 |
| 2.2.5 电压波动与闪变 |
| 2.2.6 暂时、瞬态过电压 |
| 2.3 基于FFT的谐波测量 |
| 2.3.1 频率抽取基-2 FFT算法 |
| 2.3.2 时间抽取基-2 FFT算法 |
| 2.3.3 FFT算法与直接算法的比较 |
| 2.4 频谱泄露原因及抑制措施 |
| 2.5 实时信号处理的MATLAB仿真 |
| 2.6 本章小节 |
| 3 电能质量监控终端总体设计 |
| 3.1 电能质量监控终端的设计要求 |
| 3.1.1 监控终端设计原则 |
| 3.1.2 监控终端功能要求 |
| 3.2 电能质量监控终端设计方案的比较 |
| 3.2.1 原始方案 |
| 3.2.2 本论文的设计方案 |
| 3.3 电能质量监控终端装置的总体构架 |
| 3.3.1 前端数据采集模块简介 |
| 3.3.2 DSP数据处理电路模块简介 |
| 3.3.3 ARM控制管理模块简介 |
| 3.3.4 CPLD模块简介 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 电能质量监控终端硬件设计 |
| 4.1 前端数据采集模块设计 |
| 4.1.1 信号输入及调理电路设计 |
| 4.1.2 硬件同步采样电路设计 |
| 4.1.3 A/D数据转换电路设计 |
| 4.1.4 FIFO电路设计 |
| 4.2 DSP数据处理模块设计 |
| 4.2.1 电源电路设计 |
| 4.2.2 时钟与JTAG接口电路设计 |
| 4.2.3 复位电路和WATCH DOG电路设计 |
| 4.2.4 外部存储器扩展设计 |
| 4.2.5 与ARM主控模块通信接口电路设计 |
| 4.3 ARM管理控制模块设计 |
| 4.3.1 存储器电路设计 |
| 4.3.2 LCD接口电路设计 |
| 4.3.3 JTAG接口电路设计 |
| 4.3.4 ARM主控模块电源电路设计 |
| 4.3.5 以太网接口电路设计 |
| 4.3.6 主控模块与DSP数据处理模块通信接口设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 电能质量监控终端软件设计 |
| 5.1 DSP数据处理模块软件设计 |
| 5.1.1 数据采集模块软件设计 |
| 5.1.2 数据运算模块软件设计 |
| 5.1.3 DSP与ARM数据通信模块软件设计 |
| 5.2 ARM主控管理模块软件设计 |
| 5.2.1 ARM Linux嵌入式操作系统简介 |
| 5.2.2 ARM软件开发环境的构建 |
| 5.3 本章小节 |
| 6 电能质量监控终端的GUI设计与实现 |
| 6.1 嵌入式GUI的发展状况 |
| 6.2 Qt/Embedded同Qt/X11的比较 |
| 6.3 信号与槽机制 |
| 6.4 Qt环境下进行设计开发 |
| 6.4.1 基于X86平台环境的搭建 |
| 6.4.2 基于arm平台环境的搭建 |
| 6.5 嵌入式电能质量监控终端的GUI设计 |
| 6.5.1 利用Qt设计GUI的主要流程 |
| 6.5.2 监控系统GUI界面的制作 |
| 6.6 本章小节 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 系统实物图 |
（4）多功能电能质量监测仪的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电能质量问题的提出 |
| 1.2 电能质量的概念 |
| 1.3 国内外的研究现状 |
| 1.3.1 电能质量问题研究现状 |
| 1.3.2 电能质量监测仪装置研究现状 |
| 1.4 课题研究的目的和意义 |
| 1.5 本文研究的主要内容和章节安排 |
| 第二章 电能质量指标的计算方法 |
| 2.1 电能质量的标准 |
| 2.2 基本电力参数的计算方法 |
| 2.3 稳态电能质量指标的测算 |
| 2.3.1 供电电压偏差 |
| 2.3.2 电压波动闪变 |
| 2.3.3 公用电网谐波 |
| 2.3.4 三相电压允许不平衡度 |
| 2.3.5 电力系统频率允许偏差 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电能质量监测仪总体设计方案 |
| 3.1 电能质量监测仪的性能指标和功能特点 |
| 3.2 电能质量监测仪总体设计方案 |
| 3.2.1 电能质量监测仪硬件设计方案 |
| 3.2.2 电能质量监测仪软件设计方案 |
| 第四章 电能质量监测仪的硬件设计 |
| 4.1 电能质量监测仪的机箱结构介绍 |
| 4.2 DSP测量单元的设计 |
| 4.2.1 测量单元原理介绍 |
| 4.2.2 三相同步锁相电路 |
| 4.2.3 信号采集和A/D转换部分 |
| 4.2.4 DSP核心电路 |
| 4.3 管理单元的设计 |
| 4.4 电源单元设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电能质量监测仪的软件设计 |
| 5.1 DSP测量单元软件设计 |
| 5.1.1 主循环模块程序 |
| 5.1.2 采样中断服务程序 |
| 5.2 管理单元软件 |
| 5.2.1 嵌入式Linux系统 |
| 5.2.2 Qt/Embedded介绍 |
| 5.2.3 管理单元系统框架 |
| 5.2.4 管理单元界面操作程序 |
| 5.2.5 后台处理程序 |
| 5.3 CPLD可编程逻辑软件 |
| 5.4 监测仪自动校准软件 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 电能质量监测仪的性能测试 |
| 6.1 对比法测试 |
| 6.2 准确度测试 |
| 6.2.1 电压、电流有效值误差测试 |
| 6.2.2 频率误差测试 |
| 6.2.3 有功、无功功率误差测试 |
| 6.2.4 电压偏差与频率偏差误差测试 |
| 6.2.5 电压谐波误差测试 |
| 6.2.6 三相电压不平衡误差测试 |
| 6.2.7 电压波动与闪变误差测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间主要的研究成果 |
（5）基于DSP和CPLD的电能参数监测系统设计（论文提纲范文）
| 1 系统整体设计 |
| 2 系统电路设计 |
| 2.1 抗混叠低通滤波电路 |
| 2.2 信号采集及锁相环电路 |
| 2.3 液晶显示及触摸电路 |
| 3 数据处理算法及实验 |
| 4 结语 |
（6）基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究及发展状况 |
| 1.2.1 谐波分析的理论研究 |
| 1.2.2 国内外电能质量分析的实际应用和发展趋势 |
| 1.3 课题的提出和研究意义 |
| 1.4 本文的主要研究工作 |
| 第二章 电能质量指标的测量原理与计算方法 |
| 2.1 快速傅立叶变换原理 |
| 2.1.1 时间抽取基2 FFT算法(DIT) |
| 2.1.2 频率抽取基2 FFT算法(DIF) |
| 2.2 基本电能质量参数的计算 |
| 2.3 谐波分量及其含有率的计算 |
| 2.4 三相正负序电压、电流及不平衡度的计算 |
| 2.5 电压与频率偏差 |
| 2.5.1 电压偏差 |
| 2.5.2 频率偏差 |
| 2.6 电压波动及闪变的测量原理与算法研究 |
| 2.6.1 电压波动 |
| 2.6.2 闪变的算法研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 系统硬件设计 |
| 3.1 DSP芯片介绍 |
| 3.2 系统硬件总体结构 |
| 3.3 DSP最小系统设计 |
| 3.3.1 电源电路设计 |
| 3.3.2 复位电路设计 |
| 3.3.3 时钟电路设计 |
| 3.3.4 外部存储器扩展 |
| 3.4 信号调理电路设计 |
| 3.5 频率捕捉电路 |
| 3.6 A/D采样电路设计 |
| 3.7 实时时钟电路设计 |
| 3.8 键控单元及液晶显示电路 |
| 3.9 SD卡存储单元 |
| 3.10 CPLD逻辑电路设计 |
| 3.11 数据通信接口电路设计 |
| 3.11.1 RS232/485通信接口 |
| 3.11.2 GPRS通信模块 |
| 3.12 本章小结 |
| 第四章 DSP程序设计 |
| 4.1 软件总体设计 |
| 4.2 DSP存储空间配置 |
| 4.3 A/D采样程序设计 |
| 4.4 FFT程序设计 |
| 4.5 键控及显示程序设计 |
| 4.5.1 键控程序 |
| 4.5.2 LCD显示程序 |
| 4.6 时钟芯片程序设计 |
| 4.7 数据存储模块程序设计 |
| 4.7.1 外部FLASH驱动程序 |
| 4.7.2 SD卡存储任务模块 |
| 4.8 数据通信模块程序设计 |
| 4.8.1 串口通信程序设计 |
| 4.8.2 GPRS模块程序设计 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 实验结果与分析 |
| 5.1 系统测试 |
| 5.1.1 系统频率捕捉测试 |
| 5.1.2 系统数据测试分析 |
| 5.2 误差分析 |
| 5.3 系统抗干扰设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的论文 |
（7）基于嵌入式系统的船舶区域配电监控的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及研究意义 |
| 1.2 国内外的研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 区域配电 |
| 1.2.2 ARM 嵌入式处理器 |
| 1.2.3 船舶自动化 |
| 1.3 本文主要的研究工作 |
| 第2章 区域配电监控系统的总体结构 |
| 2.1 船舶区域配电系统 |
| 2.1.1 舰船综合电力系统 |
| 2.1.2 区域配电系统 |
| 2.1.3 区域配电系统的总体结构 |
| 2.1.4 区域配电系统的目标 |
| 2.2 区域配电监控系统的系统结构 |
| 2.3 区域配电监控终端的基本功能 |
| 2.4 区域配电监控终端的特点 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电力参数的采集和分析算法 |
| 3.1 电力参数的采集方法 |
| 3.1.1 直流采样 |
| 3.1.2 交流采样 |
| 3.2 数据分析算法 |
| 3.2.1 积分和 |
| 3.2.2 快速傅立叶变换 |
| 3.2.3 窗函数 |
| 3.3 船舶电力参数的计算公式 |
| 3.3.1 基本参数 |
| 3.3.2 谐波 |
| 3.4 电力检测的新方法 |
| 3.5 船舶交流电力系统的电能质量要求 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 区域配电监控终端的硬件设计 |
| 4.1 硬件系统的总体设计框图 |
| 4.2 MCU 芯片的选型 |
| 4.3 最小外围电路的设计 |
| 4.4 UART |
| 4.5 SPI |
| 4.5.1 SPI 接口 |
| 4.5.2 SPI 主机 |
| 4.5.3 显示电路 |
| 4.5.4 外部存储 |
| 4.6 CAN |
| 4.6.1 CAN 总线概述 |
| 4.6.2 CAN 总线的电气特性 |
| 4.6.3 数据帧类型 |
| 4.6.4 CAN 硬件设计 |
| 4.7 日历时钟 |
| 4.8 采集部分的模拟电路设计 |
| 4.8.1 电压检测 |
| 4.8.2 电流检测 |
| 4.8.3 频率检测 |
| 4.8.4 滤波和电平转换 |
| 4.9 频率测量和采样保持电路 |
| 4.9.1 CPLD 电路 |
| 4.9.2 采样保持电路 |
| 4.10 控制电路 |
| 4.11 保护电路 |
| 4.12 JTAG 下载板 |
| 4.13 硬件电路Layout 的关键点 |
| 4.13.1 低功耗设计 |
| 4.13.2 可靠性设计 |
| 4.13.3 可测试设计 |
| 4.14 本章小结 |
| 第5章 区域配电监控终端的软件设计 |
| 5.1 开发编译软件 |
| 5.1.1 Foundation Series ISE 开发环境 |
| 5.1.2 ADS 集成开发环境 |
| 5.2 软件平台的搭建 |
| 5.2.1 μC/OS-II 的特点 |
| 5.2.2 μC/OS-II 的移植 |
| 5.2.3 系统的软件结构 |
| 5.3 驱动程序的编写 |
| 5.3.1 串口驱动程序 |
| 5.3.2 SPI 驱动程序 |
| 5.3.3 CAN 总线驱动程序 |
| 5.3.4 外部实时时钟驱动程序 |
| 5.4 CPLD 的程序设计 |
| 5.4.1 现有方法的误差来源分析 |
| 5.4.2 误差的解决方法 |
| 5.4.3 系统设计及实现 |
| 5.5 快速傅里叶变换算法的实现 |
| 5.5.1 码位倒置算法 |
| 5.5.2 FFT 算法的研究与实现 |
| 5.5.3 定点转换算法 |
| 5.5.4 实验结果 |
| 5.6 应用程序的编写 |
| 5.6.1 电能参数的计算 |
| 5.6.2 单侧母线失电保护 |
| 5.6.3 突加负载保护 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（8）基于DSP和CPLD电能质量监测装置的设计（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 系统硬件结构设计 |
| 1.1 CPLD模块设计 |
| 1.1.1 A/D转换接口设计 |
| 1.1.2 通信接口设计 |
| 1.1.3 液晶显示接口设计 |
| 2 CPLD时序设计及其波形仿真 |
| 2.1 A/D转换过程 |
| 2.2 FLASH写操作 |
| 2.3 液晶显示写操作 |
| 2.4 异步串行通信过程 |
| 2.5 性能改善 |
| 3 系统性能测试 |
| 3.1 稳态电能质量 |
| 3.2 动态电能质量 |
| 4 总结 |
（9）变电站智能监护系统的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 变电站自动化系统概述 |
| 1.2 变电站自动化系统的现状 |
| 1.3 变电站自动化系统的发展动向 |
| 1.4 本课题研究的主要成果 |
| 第2章 系统总体策划 |
| 2.1 系统的性能指标 |
| 2.2 系统的功用 |
| 2.3 系统组成原理 |
| 第3章 系统硬件设计 |
| 3.1 微控制器的选择 |
| 3.2 测控模块设计 |
| 3.2.1 电流、电压互感器的选择 |
| 3.2.2 模拟量采集电路 |
| 3.2.3 开关量与脉冲量采集电路 |
| 3.3 通信模块设计 |
| 3.3.1 CAN接口电路 |
| 3.3.2 串行接口电路 |
| 3.3.3 显示和键盘接口电路 |
| 3.3.4 DSP与外部存储器扩展电路 |
| 第4章 系统软件设计 |
| 4.1 电力参数测量中的算法研究 |
| 4.1.1 电力参数的测量与计算 |
| 4.1.2 交流采样算法研究 |
| 4.2 主程序设计 |
| 4.3 子程序设计 |
| 4.3.1 频率捕获子程序 |
| 4.3.2 A/D转换子程序 |
| 4.3.3 数据处理软件设计 |
| 4.3.4 CAN通信子程序 |
| 4.3.5 人机界面子程序 |
| 第5章 系统抗干扰设施 |
| 5.1 干扰源的产生原因 |
| 5.2 硬件抗干扰设施 |
| 5.2.1 电源部分 |
| 5.2.2 信号部分 |
| 5.3 软件抗干扰设施 |
| 5.3.1 数据抗干扰方法 |
| 5.3.2 程序运行异常的处理方法 |
| 第6章 系统仿真 |
| 6.1 仿真环境 |
| 6.2 仿真内容 |
| 6.3 仿真结果分析 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）非工频交流电源电参数测量系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 交流非工频电参数测量系统的研究现状 |
| 1.2.1 交流非工频电参数测量的方法及研究进展 |
| 1.2.2 交流电参数测量设备的国内外现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 非工频交流电参数测量方案设计 |
| 2.1 非工频电源电参数测量任务分析 |
| 2.1.1 非工频电源规格参数 |
| 2.1.2 测量系统的功能目标 |
| 2.2 有效值测量问题 |
| 2.3 谐波分析问题 |
| 2.3.1 谐波的基本概念 |
| 2.3.2 无功功率及其相关概念 |
| 2.3.3 几种常用谐波检测方法的比较 |
| 2.4 测量方法 |
| 2.4.1 交流采样技术 |
| 2.4.2 交流采样同步方式 |
| 2.5 非工频电源电参数测量总体方案 |
| 第3章 数字滤波器在提取基波分量的应用 |
| 3.1 提取基波的加窗插值算法原理 |
| 3.2 数字滤波器的类型选择 |
| 3.3 数字滤波器的设计过程 |
| 3.4 基于Hanning窗的数字滤波仿真分析 |
| 第4章 非工频电源谐波检测方法 |
| 4.1 非工频电源输出电压和电流的谐波分析 |
| 4.2 傅立叶变换分析 |
| 4.2.1 快速傅立叶变换 |
| 4.2.2 傅立叶变换算法的电参数检测仿真分析 |
| 4.3 基于瞬时无功功率的基波和谐波检测 |
| 4.3.1 ip-iq算法原理 |
| 4.3.2 基于ip-iq算法的基波和谐波检测 |
| 4.3.3 改正的ip-iq谐波电流检测方法 |
| 4.3.4 瞬时无功功率方法的仿真分析 |
| 第5章 非工频电源电参数测量系统的工程设计 |
| 5.1 非工频电源电参数测量系统的硬件设计 |
| 5.1.1 硬件平台总体设计 |
| 5.1.2 DSP处理单元设计 |
| 5.1.3 信号调理模块 |
| 5.1.4 AD转换模块 |
| 5.1.5 通信接口模块 |
| 5.1.6 CPLD测频时序控制功能模块 |
| 5.2 非工频电源电参数测量系统的软件设计 |
| 5.2.1 系统主程序设计 |
| 5.2.2 数据采集模块 |
| 5.2.3 数据处理模块 |
| 5.3 系统优化与调试 |
| 5.3.1 系统测量误差处理方法 |
| 5.3.2 系统抗干扰措施 |
| 5.3.3 调试分析 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A（攻读学位期间所发表的学术论文目录） |
四、基于DSP和CPLD的电力参数检测终端的设计（论文参考文献）
- [1]电力能效监测终端数据采集和处理系统的设计与研究[D]. 黄刚. 武汉理工大学, 2017(02)
- [2]便携式在线变压器功率损耗测试仪的研究[D]. 任丽闪. 湖北工业大学, 2013(S1)
- [3]嵌入式电能质量监控终端的研究与设计[D]. 李化生. 南京理工大学, 2012(07)
- [4]多功能电能质量监测仪的研究与设计[D]. 吴海强. 中南大学, 2011(01)
- [5]基于DSP和CPLD的电能参数监测系统设计[J]. 冯源,宋永献,龚成龙,贺乃宝. 自动化与仪表, 2010(12)
- [6]基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现[D]. 李洪池. 江苏大学, 2010(08)
- [7]基于嵌入式系统的船舶区域配电监控的研究[D]. 李炜. 江苏科技大学, 2010(04)
- [8]基于DSP和CPLD电能质量监测装置的设计[J]. 林广明,黄义锋,欧阳森,蒋金良. 电力系统保护与控制, 2009(18)
- [9]变电站智能监护系统的研究[D]. 刘琦. 武汉理工大学, 2009(09)
- [10]非工频交流电源电参数测量系统的研究[D]. 蔡昱华. 湖南大学, 2009(01)