DSP與LabWindows/CVI的電力故障監(jiān)測錄波器設(shè)計
如圖7所示,界面上有故障自動記錄時間選擇按鈕,如果設(shè)置2s,則存儲故障前后共4s的波形。通過波形選擇按鈕可選擇要顯示的波形,選擇A相電流,則可顯示出其波形和各次諧波數(shù)據(jù)等(如果未接計算機,可以依靠外接鍵盤來設(shè)置其相關(guān)值)。DSP開始運行時,進行系統(tǒng)初始化,傳感器開始檢測電壓電流,檢測到的模擬信號由A/D轉(zhuǎn)換為16位的數(shù)字信號,由DSP進行FFT運算分析出各次諧波分量,并計算出THD值。所計算出的基波最大值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值進行比較,當(dāng)大于或小于設(shè)定值時,觸發(fā)報警裝置。之后所測數(shù)據(jù)由串口傳送到計算機的控制界面和單片機,控制界面顯示出所測波形和數(shù)據(jù),可保存故障波形和數(shù)據(jù)。單片機控制LCD進行顯示,圖7中的實驗結(jié)果為A相電流波形,顯示出A相電流的基波和各次諧波值,并算出THD值等。
3.2 LabWindows/CVI部分程序
當(dāng)系統(tǒng)運行時,首先配置串口,向串口發(fā)送要顯示的某相電流或電壓,DSP會根據(jù)指令要求傳輸給計算機。軟件界面會顯示波形和其有效值,并可根據(jù)情況進行存儲打印等。下面部分函數(shù):
3.3 實現(xiàn)FFT變換和計算THD值等
DSP能夠進行浮點運算,其定標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)值的精確計算。定標(biāo)簡單來說就是把一個小數(shù)換算成整數(shù),然后進行運算,這樣使得運算誤差變小。例如,一個小數(shù)為1.123 456 789,后面還可以有好幾位小數(shù)。如果直接計算的話,運算中會舍去小數(shù)點后的部分?jǐn)?shù)值,使得誤差變大。如果利用定標(biāo)運算,可以把1.123 456 789變?yōu)檎麛?shù)1.123 456 789×225(選擇Q25定標(biāo))后進行運算,這樣使得計算的結(jié)果誤差比原來小。這是DSP運算的一大優(yōu)點,而且其運算速度快,利用FFT運算時,采樣諧波頻率可以達(dá)到31次之多。
DSP初始化程序:
可以通過控制界面發(fā)送要顯示的某相電壓或電流的指令信號,也可以通過鍵盤來發(fā)送要顯示的信號波形。DSP通過判斷接收中斷標(biāo)志位和指令信號,來觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換,中斷指令如下:
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