基于ZYNQ的電能質(zhì)量檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)與算法實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著如今電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量檢測(cè)裝置的要求越來(lái)越高，對(duì)于此類裝置的研究和設(shè)計(jì)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(lái)設(shè)計(jì)一套全新架構(gòu)的電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)文中分析國(guó)內(nèi)外裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，我們不難發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)的電能檢測(cè)裝置不論是產(chǎn)品種類還是單品的性能都落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。目前市場(chǎng)上的多數(shù)廠家都在使用DSP芯片來(lái)作為數(shù)據(jù)處理的主要計(jì)量芯片。隨著FPGA的發(fā)展，它有著區(qū)別于DSP獨(dú)特的并行運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，在很多領(lǐng)域

2、FPGA芯片已經(jīng)在慢慢取代DSP的地位，爭(zhēng)得了DSP芯片的許多市場(chǎng)。通過(guò)闡述分析了電能質(zhì)量檢測(cè)的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)之后，本文給出了電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和硬件的電路拓?fù)洹?br>　　在一般的AD采集系統(tǒng)中，被采樣的信號(hào)本身會(huì)存在頻率波動(dòng)的情況。這種信號(hào)的波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生非同步采樣的問(wèn)題從而使得FFT（或者DFT）的運(yùn)算結(jié)果出現(xiàn)一定的頻譜泄露。一般實(shí)際中，人們使用過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)法或加窗插值FFT算法來(lái)解決這一問(wèn)題。由于過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)存在很多問(wèn)題，本文主

3、要使用加窗插值算法來(lái)提高設(shè)備的數(shù)據(jù)分析精度。在此基礎(chǔ)上，本文通過(guò)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(shè)計(jì)的函數(shù)窗。
　　由于使用加窗插值算法過(guò)程中需要使用較多的大量數(shù)據(jù)計(jì)算，本文就是主要采用XILINX公司最新的ARM+FPGA架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速計(jì)算。該架構(gòu)充分利用了FPGA芯片強(qiáng)大且快速的運(yùn)算能力，也結(jié)合了ARM靈活的可擴(kuò)展性。在FPGA（PL）的設(shè)計(jì)上，本文主要結(jié)合VIVADO的IP核和自己用Ver