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船舶电网电能质量实时监测终端的研究与设计
| 论文题名： | 船舶电网电能质量实时监测终端的研究与设计 |
| 关键词： | 船舶电网;电能质量;数据采集;嵌入式操作系统 |
| 摘要： | 随着船舶工业的发展,船舶电力系统的规模不断增大,电力推进方式也逐渐成为了船舶技术的发展方向。船舶电力系统是船舶中一个极其重要的组成部分,它与船舶各个系统均有牵连,直接影响着船舶运行的安全性与经济性,故如何提高船舶电网的电能质量,确保船舶电力系统安全经济地运行已经成为了船舶工业的焦点之一。本文针对船舶电网这一特殊微电网的电能质量展开研究,比较并分析了陆地电网和船舶电网在电能质量衡量标准上的差别,并在此基础上设计了一种基于DSP+ARM架构的船舶电网电能质量实时监测终端装置,用于监测船舶电网的基本电参量及电能质量参数。 在设计过程中,首先根据测量原理详细阐述了双CPU架构的监测终端硬件和软件的设计思想,并对DSP采集及运算的时序进行了分析,结论证明系统能够满足实时性的设计要求。硬件部分主要分为4个模块,分别是信号采集模块、DSP处理模块、ARM工程模块及电源模块。其中信号采集模块的功能是将高电压、大电流信号转化为可直接测量的低电压信号；DSP处理模块将采集上来的信号运算并存储；最后由ARM工程模块显示并通信。软件部分分为DSP和ARM两部分,DSP部分采用了FFT实现各电能质量参数的计算,并利用双口RAM进行数据的存储；ARM部分采用了Linux操作系统为软件平台,成功将Linux2.6内核及嵌入式图形界面移植进S3C2410芯片中。Linux嵌入式操作系统的引入不仅提高了系统的可靠性,而且使得应用程序的开发与扩展变得相对简单,缩短了系统的开发周期。本文还重点强调了装置的抗干扰设计,通过硬件芯片的选型、滤波电路的设计、印刷电路板的制作及软件编程实现最大程度的抗干扰。 最后本文对监测终端已完成部分的实验结果进行分析。实验结果证明了设计思路的正确性,该装置能够完成量程内的高电压、大电流及频率信号的长期监测,并目满足预定的精度要求。 |
| 作者： | 张勤进 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 刘彦呈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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