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1、1单位代码 10144分类号 编号 硕士学位论文硕士学位论文题目 研究生姓名 （ 届 专业 ）导师姓名 论文完成日期 分类号：TM769 密级： 2U D C ：621.3 编号：工学硕士学位论文基于嵌入式系统的电力谐波检测技术基于嵌入式系统的电力谐波检测技术应用研究应用研究硕士研究生：田闽哲指导教师 ：于 洋 教授学科、专业：检测技术与自动化装置沈阳理工大学2010 年 3 月分类号：TM769 密级： 3U D C ：621.3 编号：工学硕士学位论文基于嵌入式系统的电力谐波检测技术基于嵌入式系统的电力谐波检测技术应用研究应用研究硕士研究生 ：田闽哲指导教师 ：于 洋 教授学位级别 ：工学
2、硕士学科、专业 ：检测技术与自动化装置所在单位 ：信息科学与工程学院论文提交日期：2009 年 12 月论文答辩日期：2010 年 03 月学位授予单位：沈阳理工大学4摘 要中国国家电网公司 2009 年 5 月首次公布了智能电网计划，致力于推动坚强可靠、经 济高效、清洁环保的现代电网。随着电网中大功率非线性负载的增加，谐波对各种电力设 备、通信设备及线路产生的有害影响日益加深，成为智能电网建设的不利因素。如果能够 确切掌握电网中谐波的实际状态，就可以采取相应措施避免谐波导致的危害，有利于电网 安全运行。本文研究的目的是基于神经网络和瞬时无功功率理论检测三相三线制对称电路 中的谐波含量。 本文
3、系统分析了前向型神经网络中训练样本的形成方法和瞬时无功功率理论中的检测法，并利用 MATLABMATLAB 工具对这两种算法进行了仿真分析。根据仿真分析的结果，qpii 本文设计了谐波检测系统实现方案，方案采用嵌入式技术以瞬时无功功率理论为基础，以 S3C2440S3C2440 处理芯片为硬件核心，并设计了电源及通信电路、存储电路、显示电路以及谐波 同步采样电路。软件实现以 WindowsWindows CECE 5.05.0 嵌入式操作系统为平台，设计了 BootBoot loaderloader 程序、底层驱动程序以及上层应用程序。本文设计的谐波检测系统采用瞬时无功功 率法，由仿真及实验结
4、果可以看出该方法具有计算量小，精度高，速度快等特点，为有源 滤波器等谐波治理装置提供了一种快速检测的实现方法，使其谐波抑制效果更好。关键词：关键词：谐波，嵌入式，前向型神经网络，瞬时无功功率理论目 录5第第 1 1 章章 绪论绪论. 1 1.11.1 概述. 1 1.21.2 谐波概念及检测指标. 1 1.31.3 电力谐波检测理论的研究现状. 2 1.41.4 本文主要工作. 4 第第 2 2 章章 电网谐波检测及分析计算电网谐波检测及分析计算. 5 2.12.1 基于多层前向神经网络的谐波检测. 5 2.1.1 人工神经元模型. 5 2.1.2 人工神经网络的模型. 6 2.1.3 利用
5、ANN 检测谐波. 7 2.1.4 MLFNN 的仿真分析 . 11 2.22.2 基于瞬时无功功率理论的谐波检测法 . 13 2.2.1 基于功率不变条件下的坐标变换基础. 13 2.2.2 ip-iq 算法基础 . 15 2.2.3 任意次谐波的检测. 18 2.2.4 瞬时无功功率法的仿真分析. 19 2.32.3 本章小结. 21 第第 3 3 章章 基于嵌入式系统的谐波检测基于嵌入式系统的谐波检测. 22 3.13.1 嵌入式系统概述. 22 3.1.1 嵌入式系统的定义. 22 3.1.2 嵌入式系统的特点. 22 3.1.3 嵌入式系统的组成. 23 3.23.2 谐波检测系统的
6、硬件方案. 23 3.2.1 处理器方案. 23 3.2.2 存储方案. 26 3.2.3 显示及同步采集方案 .27 3.33.3 谐波检测系统的软件方案 .28 3.3.1 OEM 层 .28 3.3.2 系统层 .29 3.3.3 应用层 .30 3.43.4 本章小结 .30 第第 4 4 章章 谐波检测系统硬件设计谐波检测系统硬件设计 .31 4.14.1 电源及通信接口电路 .31 4.1.1 电源电路 .31 4.1.2 JTAG 接口电路 .31 4.1.3 USB 接口电路 .33 4.24.2 存储器及 LCD 接口电路 .34 4.2.1 S3C2440 与 SDRM 的
7、接口设计 .34 4.2.2 S3C2440 与 FLASH 接口的设计 .35 4.2.3 S3C2440 与 LCD 的接口设计 .36 4.34.3 谐波同步采集电路 .38 4.3.1 电压、电流互感器 .38 4.3.2 过零检测电路 .39 4.3.3 信号同步电路 .4064.3.4 A/D 芯片及接口电路 .41 4.44.4 本章小结 .43 第第 5 5 章章 谐波检测系统软件设计谐波检测系统软件设计 .44 5.15.1 软件开发整体结构 .44 5.25.2 Boot Loader 开发 .45 5.35.3 底层驱动开发 .48 5.3.1 流驱动的概念 .48 5.3.2 AD 驱动 .50 5.3.3 LCD 流驱动 .50 5.45.4 谐波检测系统 WINCE 移植 .51 5.55.5 应用层软件设计. 55 5.5.1 采样周期和 A/D 转换的控制. 56 5.5.2 谐波分析算法的实现.
