基于dsp和fpga的电能质量控制系统的设计

《基于dsp和fpga的电能质量控制系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第44卷第12期电力电子技术Vol.44，No.122010年12月PowerElectronicsDecember2010基于DSP和FPGA的电能质量控制系统的设计张乐强1，2222，李明，雷万钧，王跃（1.军械工程学院，导弹工程系，河北石家庄050003；2.西安交通大学，工业自动化实验室，陕西西安710049）摘要：针对电能质量治理设备对数字控制系统性能和通用性要求的提高，设计了以TMS320F2812型DSP和CycloneIIEP2C20型FPGA为核心的通用电能质量控制系统。阐述了控制系统的硬件结构和工作过程，介绍了主控板和继电保护板的

2、模块组成、主要功能及信号流程，描述了控制系统的软件工作过程及子程序流程图。该通用电能质量控制系统已被应用于有源电力滤波器和可编程谐波电流源等设备，设备运行结果表明该控制系统精度高、可靠性好，并且具有丰富的接口电路，适用于各种电能质量治理设备，具有良好的工程应用价值。关键词：电能质量；控制系统；数字信号处理器中图分类号：TM921文献标识码：A文章编号：1000-100X（2010）12-0124-03DesignofDSP-FPGABasedonControlSystemforPowerQualityController1，2222ZHANGLe-q

3、iang，LIMing，LEIWan-jun，WANGYue（1.OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China；2.Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China）Abstract：Auniversalpowerqualitycontrolsystemisproposed，aimingatthegradualpromotioninrequirementsforpowerqualitycontrollers’performanceanduniversality

4、.DSPTMS320F2812andFPGACycloneIIEP2C20areselectedasthedual-coreoftheproposedcontrolsystem.Hardwarestructureandoperationareproposed，architectureofthemaincontrolboardandtheprotectionboard，mainfunctionsandsignalprocessionareintroduced.Softwareoperationandflowchartofthesubprogramsar

5、edescribed.ThesystemisadoptedtoanAPFandaharmoniccurrentprogram-mer，experimentalresultsverifyitsaccuracyandreliability.Withsufficientinterfaceports，thecontrolsystemissuit-ableformostcommonpowerqualitycontrollers.Thecontrolsystemisworthtowidespreadinindustrialapplications.Keyword

6、s：powerquality；controlsystem；digitalsignalprocessor1引言信号进入主控板进行调理，调理后的信号送至DSP和FPGA进行计算，生成PWM脉冲信号，经随着现代科学技术的发展，电能质量问题得由继电保护板进行逻辑处理，然后送至驱动板驱到了广泛关注，越来越多的电能质量治理设备被动设备的开关器件以达到控制目的；同时故障、启应用于通信、医疗、冶炼、办公楼等用电领域。近年停、复位信号在主控板、继电保护板、驱动板之间来，电能质量[1]治理设备对控制系统的要求越来进行传输和相应的处理，保证设备的正常运行。越高，设计通用电

7、能质量控制器十分重要。基于DSP和FPGA的通用电能质量控制系统充分发挥了两种芯片各自的特点，具有运算精度高、外围接口丰富、可拓展性和通用性强等优点。2硬件设计图1控制系统硬件结构图硬件电路的主要功能有电压电流信号调理及2.2主控板设计采集、PWM脉冲信号的生成、过压过流保护等。主控板以DSP微处理器和FPGA为核心，实2.1总体设计现数据处理功能，其硬件结构如图2所示。控制系统硬件结构如图1所示。电压、电流等定稿日期：2010-07-08作者简介：张乐强（1984-），男，湖北当阳人，硕士，研究方向为电能质量控制技术。图2主控板硬件结构图124基于

8、DSP和FPGA的电能质量控制系统的设计作为主控板的CPU，DSP选用TMS320F2812微处理器[2]。