基于雙DSP的電力系統(tǒng)諧波分析儀的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)上電后按照選定的模式自舉加載程序，跳轉(zhuǎn)到主程序入口，進(jìn)行相關(guān)變量、數(shù)據(jù)乒乓緩沖區(qū)、命令區(qū)、控制寄存器初始化，并使能XINTF和A/D定時(shí)采樣中斷。定時(shí)中斷產(chǎn)生后，DSP-L機(jī)內(nèi)部A/D開始對(duì)6組傳感器信號(hào)進(jìn)行采樣，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存到乒乓緩沖區(qū)，然后通過中斷交互式協(xié)調(diào)工作模式將結(jié)果傳送至DSP-R機(jī)，DSP-R機(jī)調(diào)用FFT程序?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理將結(jié)果實(shí)時(shí)傳到LCD顯示。主要包括3部分內(nèi)容：數(shù)據(jù)處理算法、鍵盤中斷子程序，顯示處理子程序。系統(tǒng)雙機(jī)工作流程圖如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)雙機(jī)工作流程圖

1 數(shù)據(jù)處理算法
本系統(tǒng)主要用到以下算法：①低通濾波處理算法;②捕獲單元高精度測(cè)頻算法;③自適應(yīng)調(diào)整采樣間隔技術(shù);④FFT算法的諧波分析。具體算法及代碼請(qǐng)參閱《今日電子》網(wǎng)站本文章完整版。

2 鍵盤中斷子程序
為滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求，完成鍵盤操作的實(shí)時(shí)響應(yīng)，本系統(tǒng)采用外部中斷方式對(duì)鍵盤掃描，完成命令形成與標(biāo)志位設(shè)置功能。鍵盤中斷子程序流程圖如圖6所示。

3 LCD顯示子程序
LCD的顯示分為信息區(qū)與顯示區(qū)兩部分。其中信息區(qū)包括固定信息（顯示煙臺(tái)大學(xué)DSP實(shí)驗(yàn)室等），顯示區(qū)包括各相頻率值與諧波波形的顯示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本系統(tǒng)采樣頻率為fs＝6400Hz，捕獲單元測(cè)頻結(jié)果和FFT算法得到各次諧波的幅值分別如表1和表2所示。

誤差分析
經(jīng)過分析以上各參數(shù)可看出：當(dāng)頻率是50Hz左右時(shí)，最大誤差不超過0.01Hz，諧波分析的19次諧波呈波次越高幅度越小的趨勢(shì),并且所得各次諧波幅度比較符合實(shí)際情況。由于本系統(tǒng)采用了自適應(yīng)調(diào)整采樣間隔技術(shù)來實(shí)現(xiàn)同步采樣，所以保證了參數(shù)的測(cè)量精度。

結(jié)束語
本文介紹了一種電力系統(tǒng)諧波分析儀，采用了DSP+DRAM+DSP的雙處理器協(xié)同工作結(jié)構(gòu)，通過雙機(jī)中斷交互式協(xié)調(diào)工作的模式快速的進(jìn)行雙機(jī)通信，可滿足高速數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)囊?。由于采用了同步采樣技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)整采樣間隔技術(shù)和補(bǔ)零防頻譜泄露技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的諧波分析，便于工程應(yīng)用，具有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。