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1、中国电力教育2007年研究综述与技术论坛专刊基于MATLAB的DSP调试方法在电压闪变仪中的应用X马涛程佳向冀(华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003)摘要:本文简要分析了国际电工委员会(IEC)闪变仪的数字实现方法。选用无限长单位脉冲响应滤波器(IIR)实现闪变仪中的数字滤波环节。通过采用TI公司的TMS320C67系列DSP芯片设计出电压闪变仪中的数字滤波器。最后基于Matlab向目标DSP中输入原始信号来代替闪变标准源,将所得输出结果与仿真结果对比,表明达到IEC要求。关键词:DSP;闪变仪;Matlab;数字滤波
2、器-1电压波动与闪变是衡量电能质量的重要指标。电力系=2π0.05s。统冲击性负荷的增加,加大了电网供电系统电压波动、闪变六阶巴特沃斯低通滤波器传递函数为23的严重程度。随着我国电能质量管理工作的日益完善,电压BW(s)=[1+b1(sPωc)+1+b2(sPωc)+b3(sPωc)+b4(sP456-1-1波动和闪变测量仪器在系统中的应用也越来越多。近年来ωc)+b5(sPωc)+b6(sPωc)]式中ω=2π0.05s;b1=b5=依据IEC推荐的电压闪变测量原理,通过仿真研究给出了3.864;b2=b4=7.464;b3=9.1
3、41;b6=1.0。IEC闪变仪的数字化实现方法。[1]而在基于DSP的电压闪变视感度加权滤波器传递函数为:kω1s1+sPω2仪实现过程中的主要工作是各个环节数字滤波器的设计与K(s)=22×s+2λs+ω1(1+sPω3)(1+sPω4)实现。多数开发人员采用先确定算法,然后在Matlab环境下式中k=1.74802;;λ=2π4.05981;ω1=2π2.27979;ω3=仿真,最后在DSP上编写调试程序并最终固化到DSP目标版2π1.22535;ω4=2π21.9。上。这样开发周期长,并且由于闪变标准源的造价过于昂模拟人脑神经
4、对视觉反映和记忆效应的低通滤波器传贵,导致一般条件下无法对滤波器性能进行测试,致使无法1递函数为LP(s)=,式中τ=300ms。保证闪变仪的测量精确性。本文通过Matlab与CCS的连接,1+τs可实现在Matlab环境下对目标DSP的存储器或寄存器数据从模拟系统到数字系统的变换,常用的以模拟滤波器设进行访问,再利用Matlab强大的分析和可视化工具对其数据计数字滤波器的方法有脉冲响应不变变换法和双线性变换[2]法。前者变换简单且能保持变化频率的线性化,但会产生频进行分析和可视化,对滤波器性能进行测试,以达到要求。谱的周期延拓失真;
5、后者变换稍复杂,但不会产生频谱的周一、IEC推荐闪变测量原理及滤波器的数字实现期延拓失真。采用双线性变换法,并利用Matlab内置函数IEC已经公布了闪变测试仪的设计规范,它由UIE的提bilinear可得各数字滤波器参数[3,4]议发展而来。闪变测试仪结构如图1所示。图中各框的[Nd,Dd]=BILINEAR(N,D,Fs)(1)相关传递函数如下:式中Nd、Dd和N、D分别为数字滤波器分子和分母的系数矩阵,均按降幂排列;Fs为变换所用的采样频率,选用不同[5,6,7,8]采样频率可得到对应的数字滤波器参数。以六阶巴特沃斯低通滤波器为
6、例,取Fs=400,可得:图1sPω0.05Hz高通滤波器传递函数为HP(s)=,式中ω1+sPωX作者简介:马涛(1982-),男,湖北潜江人,华北电力大学电气与电子工程学院电工理论与新技术专业05级硕士研究生。©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net基于MATLAB的DSP调试方法在电压闪变仪中的应用95T1.00000000000000二、Matlab辅助DSP实现IIR滤波器-3.9
7、315663581653集成在Matlab6.5中的CCSLink工具把Matlab、TI开发环-6.6911824855253境(CCS)及硬件DSP连接起来,允许开发者在Matlab的环境Dd=-6.2494643434682下就可以完成对CCS和硬件目标DSP的操作,它提供了Mat23.3604510817022lab、CCS和目标DSP的双向连接,可以把数据从CCS中传送[2]-0.98275478561583到Matlab中去,也可以把Matlab中的数据传到CCS中。下0.12178998778657面利用Matlab与C
8、CS及目标DSP的连接利用Matlab辅助DSP-4T1.505948135097e实现六阶巴特沃斯低通滤波器,并把测试结果与Matlab中的-49.0356888105925e仿真结果对比。-3Matlab辅助DSP实
