基于ZYNQ的電能質量檢測裝置設計與算法實現(xiàn).pdf

1、隨著如今電力系統(tǒng)對電能質量檢測裝置的要求越來越高，對于此類裝置的研究和設計也變得愈發(fā)重要。本文就是主要以XILINX公司的ZYNQ系列FPGA芯片為核心來設計一套全新架構的電能質量檢測系統(tǒng)。通過文中分析國內外裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，我們不難發(fā)現(xiàn)國內的電能檢測裝置不論是產品種類還是單品的性能都落后于國外發(fā)達國家。目前市場上的多數(shù)廠家都在使用DSP芯片來作為數(shù)據處理的主要計量芯片。隨著FPGA的發(fā)展，它有著區(qū)別于DSP獨特的并行運行優(yōu)勢，在很多領域

2、FPGA芯片已經在慢慢取代DSP的地位，爭得了DSP芯片的許多市場。通過闡述分析了電能質量檢測的內容和標準之后，本文給出了電能質量檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)設計方案和硬件的電路拓撲。
　　在一般的AD采集系統(tǒng)中，被采樣的信號本身會存在頻率波動的情況。這種信號的波動會產生非同步采樣的問題從而使得FFT（或者DFT）的運算結果出現(xiàn)一定的頻譜泄露。一般實際中，人們使用過零點檢測法或加窗插值FFT算法來解決這一問題。由于過零點檢測存在很多問題，本文主

3、要使用加窗插值算法來提高設備的數(shù)據分析精度。在此基礎上，本文通過MATLAB分析了不同窗函數(shù)的效果并最終選擇了漢寧窗作為本設計的函數(shù)窗。
　　由于使用加窗插值算法過程中需要使用較多的大量數(shù)據計算，本文就是主要采用XILINX公司最新的ARM+FPGA架構來實現(xiàn)大量數(shù)據的快速計算。該架構充分利用了FPGA芯片強大且快速的運算能力，也結合了ARM靈活的可擴展性。在FPGA（PL）的設計上，本文主要結合VIVADO的IP核和自己用Ver