電力推進(jìn)船舶電能質(zhì)量分析儀的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，電力推進(jìn)技術(shù)在船舶建造和設(shè)計(jì)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。然而，電力推進(jìn)方式在憑借其獨(dú)有優(yōu)勢(shì)被廣泛采用的同時(shí)，對(duì)船舶電網(wǎng)的電能質(zhì)量也造成了一定的影響。論文在對(duì)電力推進(jìn)船舶電能質(zhì)量成因、危害和國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及目前國內(nèi)外電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)水平現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)深入研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)電力推進(jìn)船舶電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)問題，提出了一種基于DSP和ARM的雙CPU電能質(zhì)量分析儀設(shè)計(jì)方案。
　　 論文首先對(duì)電能質(zhì)量研究領(lǐng)域采

2、用的三種數(shù)學(xué)分析方法進(jìn)行深入的剖析，并且借助MATLAB工具對(duì)三種方法進(jìn)行了仿真分析比較，在對(duì)三種方法優(yōu)缺點(diǎn)研究比較的基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題研究問題實(shí)際情況，提出了一種基于加窗理論和外部硬件鎖相環(huán)技術(shù)的快速傅立葉分析方法;其次，按照分析儀設(shè)計(jì)方案技術(shù)要求，借助AltuimDesigner09軟件完成整個(gè)系統(tǒng)硬件模塊的設(shè)計(jì)及制作。其中，為保證系統(tǒng)采樣精度，采用外擴(kuò)16位AD7656的方式完成模數(shù)轉(zhuǎn)換過程，并且為了提高雙CPU間數(shù)據(jù)交換速率，提

3、出一種SPI+外擴(kuò)雙口RAM的方式完成DSP和ARM間數(shù)據(jù)交換過程;再次，圍繞所提出的電能質(zhì)量分析儀設(shè)計(jì)方案，對(duì)軟件所要完成實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了功能模塊劃分并給出了各功能模塊詳細(xì)的流程圖設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，借助CCS3.3 DSP軟件開發(fā)平臺(tái)，完成了各個(gè)功能模塊的程序編寫與調(diào)試工作。其中包括外擴(kuò)AD采樣控制程序、傅里葉變換子程序、三相不平衡度計(jì)算子程序、SPI串口通信程序、雙口RAM數(shù)據(jù)讀寫控制程序等。程序設(shè)計(jì)過程中，為兼顧程序易讀性和高效性

4、的要求，采用一種模塊化混合編程的方式:各功能模塊都以子函數(shù)的方式編寫，主函數(shù)中通過調(diào)用功能子函數(shù)完成系統(tǒng)整個(gè)功能并且主程序通過C語言進(jìn)行編寫，易于理解和進(jìn)行程序維護(hù)，關(guān)鍵算法子程序則采用匯編的方式實(shí)現(xiàn)，提高程序的執(zhí)行效率。模塊化的混合編程方式很好的解決了程序易讀性和執(zhí)行效率間相矛盾的問題。
　　 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，完成系統(tǒng)各功能模塊的調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試過程中，提出了一種基于MATLAB和DSP的聯(lián)合調(diào)試方法。采用該方法，完成1～30次諧