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基于PowerPC的地铁车辆变流器监控系统研究与实现
| 论文题名： | 基于PowerPC的地铁车辆变流器监控系统研究与实现 |
| 关键词： | 地铁车辆;监控系统;PowerPC处理器;以太网;变流器;吞吐量 |
| 摘要： | 随着轨道交通的发展，地铁已经成为缓解城市交通拥堵行之有效的方法，确保地铁车辆的安全稳定运行是至关重要的，变流器作为车辆的核心组成部分，实时监控车辆变流器的运行状态尤为重要，同时监控系统大数据量的传输需要更有效的通信技术作为支撑。本文以十一五国家科技支撑重点项目——“城市轨道交通能馈式牵引供电系统及牵引传动系统研制”为背景，针对广州地铁1号线车辆变流器，展开了基于PowerPC嵌入式处理器的新型监控系统的设计。 针对地铁车辆变流器结构和监控需求，分析原有基于DSP处理器的监控系统存在的不足，设计了以PowerPC处理器MPC5125为核心的监控系统硬件平台，并搭建嵌入式Linux操作系统，充分发挥PowerPC高主频、低功耗、高性能的优势，以及嵌入式Linux系统强大的网络处理能力，来提升监控系统整体性能。 通过移植U-Boot、Linux内核以及根文件系统搭建了开发环境；根据嵌入式系统字符设备驱动结构，设计了PowerPC针对SPI串口通信的驱动程序及应用程序，实现了与主控单元基于SPI串口的数据传输；应用以太网通信，采用UDP用户数据报协议，将变流器运行状态、变流器电压电流值等监控量传输给上层监控界面LabVIEW，并接收界面发出的控制指令，实现了车辆变流器基于以太网络的人机交互，同时提出了针对UDP无可靠连接问题的解决方法；通过GPIO外部中断的方式，触发PowerPC进行故障信号上传、故障数据存储等操作，为监控系统增添了故障处理能力；同时采用Linux操作系统多进程控制的方法，以信号量的方式，实现监控系统多任务的调度，使得PowerPC处理器发挥最大的效率，提高系统吞吐量。最后，通过PowerPC与主控单元以及监控界面LabVIEW的联合实验调试，达到了监控系统预期的各项要求。 |
| 作者： | 王娜娜 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 邱瑞昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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