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基于ARM7TDMI的配电综合测控仪的设计与实现

基于ARM7TDMI的配电综合测控仪的设计与实现

点击数:7389 次   录入时间:03-04 11:54:00   整理:http://www.55dianzi.com   嵌入式系统-技术

  主程序来完成硬件初始化、硬件自检和循环操等功能;子程序包括数据采集处理、电容器投切控制、电量和运行参数计算、电能质量监测、上位机串行通信等程序。主、子程序采用中断方式实现数据的读取和处理,程序设计采用由顶向下、逐步细化的结构化设计方法。

  3.2 FFT的实现

  实现FFT时,必须解决数据溢出问题。由N点DFT计算公式:

公式

  在进行DFT运算时,如果不采取一定的措施,溢出是不可避免的。为了避免FFT运算数据溢出,可对DFT蝶形运算单元的中间结果进行归一化处理。下面是对FFT蝶形单元的中间结果:

公式

  设A和B为归一化的输入,那么,在复数时间抽取FFT运算时,Cr、Ci、Dr、Di的最大值为:1+cos45°+sin45°+2.414。而在实数DIT的FFT运算中,Cr、Ci、Dr、Di的最大值为2,因此,可在每一级FFT计算中。事实上,用因子2进行归一化。对ARM7运用芯片的移位特性和用2归一化,不会增加任何运算量。这样,如果FFT包含M级,则输出相当于除以2M=N。其中N为FFT的长度。

  3.3谐波参数的计算

  参数计算采用N=128点FFT算法,计算结果依次存放为A0、B0、A1、B1、……、An、Bn。其中An为n次谐波的实部,Bn为n次谐波的虚部。这样,即可计算出各次谐波的(以电压为例)相角、幅值和谐波畸变率、含有率等指标:

公式

  这样,依据计算的电压、电流和相角,便可计算电网的有功功率、无功功率、功率因数、电力电量等各种参数值,从而按照相关策略实现对电容器等设备的控制。各种监测数据和运行状态还可送计算机中长期保存,并可对数据进行进一步的分析,实现配电监控管理。

  4结束语

  依据供电企业对配电测控功能的新要求,本文以PHILIPS公司的LPC2220FBM144芯片为核心,充分运用ARM7强大的运算能力,给出了新一代 配电综合 测控仪的研制方法。实际使用证明,其采用的算法和实现技术是完全可行的。



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