基于ARM和DSP的电能质量在线监控系统的研究

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1、摘要随着电网中非线性负载的迅速增加，电能质量日趋恶化，这不仅严重影响电网安全高效的运行，而且对经典的电力测量理论、方法和仪表的设计都提出了新的挑战。电力检测系统的发展和应用，对电力系统的安全运行有重要意义，并且具有明显的经济效益和社会效益。本文讲述了谐波测量的基本理论，着重对傅里叶变换进行说明，使用PSIM软件对谐波信号进行仿真，并给出仿真结果。以电力监控领域现阶段的技术为参考，提出并研制了一种基于ARM和DSP的嵌入式平台的电力监控系统。该系统为了能满足实时谐波分析算法运算量大的要求，它采用模块化设计

2、，核心CPU按数据处理和控制两种功能分别采用美国TI公司生产的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T内核的16／32位S3C2410A微处理器，两个核心芯片各自在不同的电路板上独立运行，充分发挥DSP芯片的数字信号处理优势和ARM的控制功能，以实现系统中的复杂软件算法，运算速度也能得以提高。系统硬件设计包括DSP数据采集模块、实时时钟电路和ARM的时钟电路、存储器接口电路、SDRAM电路、串行接口电路、通信模块接口电路、LCD显示等电路的设计。系统软件设计主要包括操作系统的移

3、植以及应用程序的设计，应用程序设计由ARM主控程序设计、网络通讯程序、ARM与DSP通讯程序设计以及DSP数据处理程序设计组成。关键词：电力系统，ARM，DSP，傅里叶变换AbstractWiththedevelopmentofnon—linearloadsinpowernetwork，powerqualityworsensdaybyday．Itnotonlyinfluencesthesafeofpowernetwork，moreovertotheclassicspowermeasuringtheory

4、、themethodandmeasuringappliance’Sdesign．applicationofpowermeasuringsystemisimportanttosafeofpowersystemandhasobviouseconomicalbenefit．Thispaperintroducesthebasictheoryofpowerqualitymeasuring，Fouriertransform，PSIMsoftwareandsimulationresult．Taketheupdated

5、powermonitortechnologyasreference，onekindofpowermonitorsystemisproposedanddevelopedbasedontheARM／DSPembeddedplatform．Inordertomeetreal-timeharmonicsanalysisalgorithm，itusesmodularizationdesign．Inordertorealizecomplexalgorithm，$3C2410AEMPUandTMS320LF2407a

6、reusedinsystem．$3c2410hasthecontrolfunctionaddedLinuxoperatingsystemtobuildaworkplatform，butTMS320LF2407hasthedigitalsignalprocessingfunction．Theyrunindependentlyindifferentcircuitandfullyplaytheiradvantages．Thesystemhardwaredesignincludes：DSPdatasamplem

7、odule、theclockcircuit、theARMreal—timeclockcircuit，interfacecircuitofmemory,SDRAMcircuit，serialinterfacecircuit，communicationinterfacecircuitmodule，LCDinterfacecircuitdesign．Thesystemsoftwaredesignmainlyincludes：operatingsystemtransplantanddesignofapplica

8、tion，theapplicationprogrammingiscomposedbytheARMmastercontrolprogramdesign，thenetworkcommunicationprocedure，ARMandtheDSPcommunicationprogrammingaswellastheDSPdataprocessingprogramdesign．Keywords：PowerSystem，ARM，DSP,Fourier