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基于雙處理器協(xié)同工作結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)諧波分析儀解析

2017-10-25 | rar | 0.4 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

1 系統(tǒng)方案
  由于本系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求較高且工作過程中有大量的數(shù)據(jù)傳輸和人機(jī)對(duì)話事件發(fā)生,而單個(gè)DSP資源有限,如果采用單個(gè)DSP處理數(shù)據(jù),系統(tǒng)將不能及時(shí)處理采樣數(shù)據(jù)并且可能會(huì)造成部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失從而影響系統(tǒng)整體性能。為彌補(bǔ)這一缺點(diǎn),本設(shè)計(jì)提出了采用DSP+ DRAM+DSP的雙處理器協(xié)同工作模式,一片DSP全權(quán)負(fù)責(zé)采集、捕獲工作,另一片負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和人機(jī)對(duì)話,這樣可實(shí)現(xiàn)不間斷、高速度、多端口的處理。針對(duì)通信雙方速度不匹配、信息交換實(shí)時(shí)性要求高、一次傳輸信息量大、數(shù)據(jù)傳送要求準(zhǔn)確無誤等特點(diǎn),綜合考慮通信的可靠性、實(shí)現(xiàn)的難易程度以及成本等諸多因素,采用雙口RAM通過雙機(jī)中斷交互式協(xié)調(diào)工作的模式來實(shí)現(xiàn)多處理器之間的高速通信。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。
  基于雙處理器協(xié)同工作結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)諧波分析儀解析
  圖1 系統(tǒng)總體框圖
  2 工作過程
  首先,通過傳感器把PT(電壓互感器)、CT(電流互感器)上的電壓、電流轉(zhuǎn)換成跟隨式的交流低壓,然后經(jīng)過兩級(jí)RC濾波器濾波后送入DSP片上A/D模塊,由雙DSP控制A/D的采集和數(shù)據(jù)的傳輸,最后對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT等各種算法的處理從而獲得所需要的各種電網(wǎng)參數(shù)并且判斷電能質(zhì)量的優(yōu)劣;同時(shí),在外部按鍵控制下,根據(jù)不同的命令相應(yīng)的在液晶屏上實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù),從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。
  系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
  本電力系統(tǒng)諧波分析儀的硬件電路主要包含5個(gè)部分:信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊、雙TMS320F28335數(shù)字信號(hào)處理模塊、單色液晶屏模塊(CM320×240)、鍵盤模塊。
  1 信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊
  信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊主要包括互感器和程控信號(hào)調(diào)理部分。互感器采用高頻性能好的精密電壓互感器(KV50A/P)和電流互感器(KT50A/P),相移小于4~5°,信號(hào)頻率在2kHz時(shí)衰減小于0.3~ldB,完全可以滿足50次以下諧波的精確測(cè)量。程控信號(hào)調(diào)理部分利用TMS320F28335片上ADC的同步采樣方式,可以確保電壓與電流信號(hào)間沒有相對(duì)相移。由于雙極性模擬輸入信號(hào)不能直接輸入到DSP-L機(jī)片上A/D模塊,因此通過雙DSP模塊上DSP-L機(jī)的SPI總線以及GPIO口控制對(duì)輸入信號(hào)衰減/放大的比例,以滿足A/D模塊對(duì)輸入信號(hào)電平(0~3V)的要求。A/D模塊輸入信號(hào)調(diào)理部分采用256抽頭的數(shù)字電位器AD5290和高速運(yùn)算放大器AD8202組成程控信號(hào)放大/衰減器,每個(gè)輸入通道的輸入特性為1MΩ輸入阻抗+30pF。程控信號(hào)調(diào)理電路原理圖如圖2所示。
  基于雙處理器協(xié)同工作結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)諧波分析儀解析
  圖2 程控信號(hào)調(diào)理電路原理圖
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