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船舶电网电力参数监测系统的研究与设计
| 论文题名： | 船舶电网电力参数监测系统的研究与设计 |
| 关键词： | 船舶电网;电能质量;监测系统;结构设计 |
| 摘要： | 船舶电力系统与船舶的航行、生产作业、导航通信、日常生活等子系统息息相关,对船舶运营有着十分重要的影响。由于船舶微电网的自身特点以及大量电力电子设备的使用,降低了船舶电力系统的可靠性,同时使船舶电网电能质量日益恶化。本文对船舶电网电力参数监测展开研究,设计了船舶电网电力参数监测系统,可以实时监测船舶电网的电力参数,有助于掌握船舶电力系统的运行情况,对提高船舶电网电能质量,确保船舶电力系统安全、经济运行有着积极的作用。 船舶电网电力参数监测系统的结构分为数据产生、数据交换、数据挖掘和分析应用四个层次,具体由监测终端、监控主机(监控软件)和CAN通信网络三部分组成。 船舶电网电力参数监测终端采用了FPGA+ARM的结构设计,FPGA负责控制模数转换器实时同步采集电网信号,同时对采集的数据进行FFT运算。ARM处理器基于其特有的总线接口从FPGA内部实时读取采样数据以及FFT运算结果,完成有效值、有功功率、无功功率、频率、谐波等电力参数计算和显示,同时实现远程通讯、人机交互、超限报警等用户任务。相比较传统单处理器实现方案,文中监测终端具有实时性好、任务处理能力强的特点。 船舶电网电力参数监测系统的上位机监控软件基于LabVIEW环境设计开发,文中介绍了监控软件的功能结构,分析了它的执行流程,然后对登录程序、主程序、节点程序、数据库操作、CAN通信等VI的设计做了详细介绍,给出了程序框图。 最后使用监测终端、USBCAN适配器以及计算机组建了基于CAN总线的测试系统,计算机上运行的监控软件可以实时显示各监测终端上传的有效值、频率、功率、谐波等测量参数,验证了设计方案的正确性。此外文中对监测终端的部分测量结果进行了对比测试,所得结果表明测量精度满足要求。 |
| 作者： | 俞庆 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 姜文刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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