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基于嵌入式系统的电能质量检测仪

于杰

   随着国民经济的发展,对电能的需求越来越大。与此同时,一些企业和单位对电能质量也有了更高的要求。为了给供、用电双方提供一个真实的电能质量水平评估,急需对电能质量进行实时、高效的检测。同时,随着电力电子设备及其它非线性负荷在电网中大量投入使用,电网电能质量污染日益严重,通过对电能质量进行实时监测和分析,可以为电能质量的治理设施以及决策机构提供必要的依据。但是传统的检测手段主要基于单片机这样“古老”的计算机技术,存在着功能单一、检测精度不高、不具备通讯功能等缺点,急需改进。 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软、硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它正逐步成为当今计算机技术发展的热点,已经广泛应用于工业控制、智能仪器、通信设备、消费电子等各个方面。随着信息化技术和数字化技术的不断发展,嵌入式系统必将更加广泛的应用到生产生活的各个方面。 本文将电能质量与嵌入式系统结合起来,寻找到了一种解决电能质量检测问题的,高效而新颖的答案——基于嵌入式系统的电能质量检测仪。它的主要功能就是对电能质量中的两个重要指标谐波与电压暂降进行检测。完成这个功能分以下三步:采集电网信号、电能质量分析、分析结果传递。 本文分嵌入式系统设计基础、电能质量检测基础、硬件设计和软件设计四个部分。前两个部分主要介绍基础的背景知识:首先介绍了嵌入式系统的概念与组成,特别是linux在arm上的移植;然后简要介绍了谐波与电压暂降的概念、危害、污染源以及相关的数学分析理论和建立在这些理论上的电能质量检测算法。在电能质量检测理论方面,本文改进了单相电路谐波与无功电流抑制与检测的算法。后面的两个部分则在前面的理论基础上分别从硬件和软件介绍了如何实现基于嵌入式系统的电能质量检测仪:在硬件部分中,利用S3C2410自带的ADC作为数模转换,简化了系统设计,并针对系统需要添加了存储、通讯等模块;在软件部分中,本文充分考虑了通讯环节可能引起的延迟问题以及提高系统资源利用效率等因素,提出了将系统设计成多个进程的思路,并实现之。 本文设计的系统相对与传统手段有更强的功能,相对与同类设计则考虑的更周全,是解决电能质量检测问题的理想方法。……   
[关键词]:嵌入式系统;电能质量;谐波;电压暂降;arm;linux
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东大学2007年