新型電力機(jī)車電能計(jì)量系統(tǒng)的研制.pdf

1、本文提出了一種新型的電力機(jī)車電能計(jì)量系統(tǒng)的方案,與傳統(tǒng)的電能計(jì)量方式相比,該系統(tǒng)在幾個(gè)方面有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn).該系統(tǒng)的核心部分以"DSP+CPLD"的方式組成.這樣既充分發(fā)揮了DSP芯片的數(shù)字運(yùn)算能力,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和精度,又將整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)字硬件邏輯集中由CPLD進(jìn)行管理,簡化了系統(tǒng)構(gòu)成.而且,在CPLD中,以有限狀態(tài)機(jī)的思想,用VerilogHDL硬件描述語言,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可靠高效的硬件鍵盤邏輯,改變了以往鍵盤邏輯由軟件實(shí)現(xiàn)的方法.為了

2、克服以往電力機(jī)車常用感應(yīng)式電能表計(jì)量電能的缺點(diǎn),本系統(tǒng)采用了CS5460A這款電能計(jì)量專用芯片對單相電力機(jī)車負(fù)載的電能進(jìn)行高精度計(jì)量.該芯片內(nèi)部采用數(shù)字信號處理的原理計(jì)算得到電壓、電流的真有效值和有功功率值,因此不會(huì)少計(jì)高次諧波電能.通過和標(biāo)準(zhǔn)表反復(fù)校準(zhǔn)、并進(jìn)行大量對比試驗(yàn),使得該電能計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)量精度高達(dá)0.1級.考慮到電力機(jī)車的實(shí)際運(yùn)行狀況,本系統(tǒng)采用了將數(shù)據(jù)以記錄形式保存在外部非易失性存儲(chǔ)器中,當(dāng)機(jī)車回到總站后通過射頻無線通訊將數(shù)

3、據(jù)上傳至上位機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行方式.這里,通過建立無線通信的信道模型,討論誤碼產(chǎn)生的原因,最終提出了一套實(shí)用化的無線通信協(xié)議.實(shí)踐證明,根據(jù)該方案研制的實(shí)用化產(chǎn)品運(yùn)行穩(wěn)定,各部分模塊工作正常,達(dá)到了設(shè)計(jì)目的,完全滿足了當(dāng)前電力機(jī)車的電能計(jì)量要求.考慮到傳統(tǒng)前后臺的編程方式實(shí)時(shí)性差、代碼不便于維護(hù)、不易于功能擴(kuò)展,本文還提出了一種使用實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的電能計(jì)量系統(tǒng)方案.該方案采用uC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)系統(tǒng)內(nèi)核作為系統(tǒng)的管理核心,將電能計(jì)量系