基于fpga的谐波数字源信号产生方法研究

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1、工学硕士学位论文基于FPGA的谐波数字源信号产生方法研究王红悦哈尔滨理工大学2017年3月国内图书分类号：TN741工学硕士学位论文基于FPGA的谐波数字源信号产生方法研究硕士研究生：王红悦导师：罗中明申请学位级别：工学硕士学科、专业：通信与信息系统所在单位：测控技术与通信工程学院答辩日期：2017年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TN741DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchontheMethodofGene

2、ratingHarmonicDigitalSignalBasedonFPGACandidate：WangHongyueSupervisor：LuoZhongmingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringCommunicationandInformationSpecialty：SystemDateofOralExamination：March,2017HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大

3、学硕壬学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《基于ＦＰＧＡ的谐波数字源信号产生方法研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进巧研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不哲含他人已发表或撰写过的研充成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，巧己在文中臥明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。ｔ作者签名：曰期年＾月文曰ｙ哈尔滨理工大学硕击学位论文使用授权书《基于ＦＰＧＡ的谐波数字源信号产生方法研究》系本人在哈尔滨理

4、工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研巧成果归哈尔滨理工大学所存，本论文的研究内容不得Ｗ其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可切采用影。印、缩印或其他复剌手段保存论义，可＾１公＾布论文的全部或部分内容本学位论文属于保密，□在年解密后适用授权书。不保密团。（请在＾＾＾＾上相应方框内打Ｖ）作者签名：曰期年＾巧曰＾导

5、师签名；曰期：从年＾月２日方方哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基于FPGA的谐波数字源信号产生方法研究摘要电力系统中运行的非线性负载，给电网带来了大量的谐波。谐波作为电网中一种污染源，不仅给电气环境带来了一定危害，而且影响电网中的电能质量和电能计量。应用数字化电能表计量谐波电能便成为新的问题。要做好对谐波电能的计量工作，且保证计量结果的准确性，便需要谐波数字源应含有足够高次谐波成分，其产生的谐波信号可模拟电网中的谐波污染信号。目前谐波产生方法主要是频率合成技术。随着数字化技术的快速发展，直接数字合成技术(

6、DDS)是应用最为广泛的合成技术，考虑到系统输出信号的精度、速度以及数据存储等因素，在此技术的基础上，提出一种基于泰勒级数的双线性内插算法，可并满足信号精度和速度要求的同时节省大量的数据存储空间。以DDS技术为基础，实现了一种基于FPGA的谐波数字源系统的设计。该系统主要使用FPGA芯片作核心控制器，完成了硬件整体控制电路以及各个功能模块的接口电路，并利用VerilogHDL语言进行软件编程设计，实现软硬件联合调试，并通过TFT-LCD直观方便地查看输出信号等信息。在设计的同时利用ModelSim对系统进行

7、功能仿真，与实际输出信号进行对比分析，对系统中可能产生误差的部分进行了总结。本文设计的谐波数字源经过整体运行，输出谐波信号效果良好。通过对系统进行性能分析，该系统达到设计指标，为在谐波条件下对谐波电能的计量工作提供重要的技术参考价值。关键词谐波；电能质量；DDS技术；线性插值算法-I-哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ResearchontheMethodofGeneratingHarmonicDignalSignalBasedonFPGAAbstractThenonlinearloadinpowersyste

8、mbringsalotofharmonicstothepowersystem.Asakindofpollutionsourceinthepowersystem,harmonicsnotonlybringsomeharmtotheelectricalenvironment,butalsoaffectthepowerqualityandelectricenergymeasurement.Theapplicationo