用DSP实现的数字滤波器在矿井通信中的应用
基于DSP的煤矿井下电能质量监测系统设计
3.3
ip-iq 法处理流程图
图7
ip-iq 处理流程图
1 2 电网三相电流经过变换矩阵 C32= 3 0
-
1 2 3 2
-
1 2 ， 3 - 2
变换到两相静止坐标系 α、β，然后在由两相静 止坐标系变换到 p-q 坐标系下，得到有功电流 ip 和 sin t -cos t 无功电流 iq， 变换矩阵为 Cip iq 经 cos t sin t
1
系统结构设计
按照模块化的设计思想， 将这个硬件电路分为： 信号采集模块、数据处理模块、通信模块、串口通 信、外扩模块，如图 1 所示。
图1
系统结构图
系统工作原理：三相电压电流通过信号采集模 块中的三相电压、电流六路模拟输入，然后进入调 理电路，在调理电路中对电压、电流信号进行幅值 变化与锁相，使得 A/D 转换器能够进行同步采样， 然后，由 A/D 转换芯片 ADS8364 将模拟的输入量 转换成 DSP 能够处理的数字量， 进入 DSP 进行数据 的处理、存储以及传输，然后通过 RS-485 通信接口
采样频率为 0.002s，结合图表可以看出，出了基频 电流的峰值有所变化以外，谐波畸变率和 100Hz、 150Hz 、 200Hz 谐波的含量在处理前后并未发生变 化，从而证明了此算法的可行性。
表2
谐波次 数/Hz 谐波含 量/% 1 Nhomakorabea0 150
各次谐波含量
200 250 300 350 400 450
近似取 n=4 根据滤波器的快速设计方法， 在带内增益 Av=2、 通带截止频率 fp=1600Hz， 品质因数 Q=0.707 的情况 下得出滤波器参数为 C1=C2=0.01μF ， R1=7.0375kΩ （使用标准电阻中的 6.98kΩ 代替） ， R2=14.0625kΩ （使用标准电阻中的 14kΩ 代替） ， R3=R4=42.2kΩ。 所以，近似采用四阶巴特沃斯滤波器，四阶巴特沃 斯低通滤波 器由两个二 阶巴特沃斯 滤波器串联 而 成，其电路图如图 3 所示。
基于DSP的井底微流量测量系统设计
Ｒ （） ｒ＝
Ｉ （ ￡ ｒｃ （一 ）ｒ ） ｌ
（） １
在互 相关 函数 的峰 值 处 ， 路 信 号 的 有着 最 大 的相 两 似， 此处所 对 应 的时 间为 管道 内的 流 体 由上 游 传 感 器 流 到下 游传 感器 所经 历 的 时 间 ｒ ， 为 渡越 时 间 。在 恰 当 。称 选择上、 下传感 器 的距 离 和管 道 截 面 积 Ｓ的 情 况 下 ， 忽略 油水 两相 流 的滑脱 效应 ， 流体 的流量 Ｑ与 渡 越 时 则
苟 开 海 等 ： 于 Ｄ Ｐ的 舞底 微 流量 莉 量 系统 设 计 基 Ｓ
甚 于 Ｄ Ｐ的井 底微 流 量 测 量 系统 设 计 Ｓ
Ｄｅｉｎ ｏ ｔｃ ｖ ｎｔ ｍｅ ｔ ｏ ｎ ｌｗ ｏ ｌＢ ｓｄｏ Ｐ ｓ ｆＤｅ ｔ ｅＩ ｓ ｕ ｎ ， ｙＦ ｏ ｆ Ｗｅｌ ａ ｅ ｎＤＳ ｇ ｅｉ ｒ ｆ
苟开 海 胡 泽 葛 亮
（ 南石油大学 ， 西 四川 成 都 ６００ ） １５ｏ
摘 要： 为了实现随钻监测 井底微 小漏失量 或微小溢流量并控制井 口回压或微调钻井液密度 ， 以防止井涌、 井漏等 问题 的发生而实现 在深井窄钻井 液
密度 窗 口条 件 下 的安 全 、 速 钻井 的 目的 。设 计 了一 种 基 于 Ｄ Ｐ的井 底 微 流 量 测 量 系 统 。本 设 计 主要 是 以 Ｔ ３０ Ｆ４ ７ 快 Ｓ ＭＳ２Ｌ ２０ Ａ为 核 心 ， 成 数 据 采 集 、 完 数
ｙ Ｏ）
川Ｖ Ｖ ＼ Ｖ
图 １ 超 声 波 徽 流 ■ 计 的 系 统 测 量 原 理框 图
基于DSP的CTS井下信号模拟装置设计
① 时钟 和帧定 时电路
图 １ Ｃ Ｓ井下 信 号 模 拟 装 置 原 理 框 图 Ｔ
产 生模 拟装置 系统 需要 的 ８ ｓ ０ ｍ 帧定时信 号和数
第 一作 者 简 介 ：张 家 田 ． ．９ ２年 生 ， 授 ， 任 西安 石 油 大 学 电 子 工程 学 院 院 长 。 １８ 男 １６ 教 现 ９ ３年 毕 业 于 长 春 地 质学 院 电 子仪 器 专 业 ， 工学 学 士 学位 ， 获
１９ ９０年 ６月毕业 于西安交通大学 电磁测量技术及仪器专业 ， 获工学硕 士学位 。现在西安石油大学任教 。邮编 ：１０ ５ ７０ ６
维普资讯
２０ ０ ７年
第２卷 １
第 ５期
张 家 田 等 ： 于 Ｄ Ｐ的 Ｃ Ｓ井 下 信 号 模 拟 装 置 设 计 基 Ｓ Ｔ
统 发 送相 应 的模 拟 数 据 。 油 田 现 场 试 验 表 明 ， 它完 全 可 以模 拟 井下仪 器 ， 决 了地 面 系统 的 自检 问题 。 解
关 键 词 ：地 面 系统 ；信 号 模 拟 ； Ｔ ； Ｓ ２ ８ Ｃ Ｓ ＡＤ Ｐ １ ９
中 图 法分 类 号 ： Ｎ １ Ｔ ９９
字 电路 需要 的各种 时钟信 号 。帧定 时信 号 由工频 交流
信号 经变压器 、 过零 比较 器 、 频器 和脉 冲 形成 电路处 分 理后 得到 ， 字 电路 需 要 的 各 种 时 钟 信 号 由 ４ ｚ的 数 ＭＨ 晶振输 出的时钟信 号分 频得 到 。
② 调制 解调 电路
Ｄ Ｐ控制模块将会 接收 Ｃ Ｌ Ｓ Ｐ Ｄ解调出来 的数据，
采取 中断 模式 ， 位 一 位地 接 收 。检 测 到下 发命 令 的 一 帧头， 将下 发命 令储 存 在命令 缓 冲区 内 ， 然后对命 令进 行 Ｃ Ｃ校 验 。如 果 Ｃ Ｃ校 验 正确 ， 么 Ｄ Ｐ便会 从 Ｒ Ｒ 那 Ｓ 命令 中辨 析 出仪器 地址 、 基本 指令 字和用 户字 。然后 ，
基于DSP技术的矿井扩频通信装置研究
上传到数据 中心 ，数据 中心将传 送来 的数据进 行入库 保
存 ，并实时地 显示到平 台上 。当用 户觉得 没有监控 的需 要
时 ，可以退 出程序 ，终止监控 ；如果需要 重新 进行监控时 ，
只要重新启动程序 即可 。
［ ］ Ｃ ｉ ｏ 公司．Ｃ ２３ ａ ｈｅ Ｅ ／ Ｌ ． ［Ｏ ０ ２ ］ ４ ｈ ｅｎ ｐ Ｃ４０Ｄ ｔ Ｓ ｅ ａ ｔ［ Ｂ Ｏ ］ ２０ ６— １ ． ６—
煤
炭
工
程
２０ ０ ８年第 １ １期
基 Ｄ Ｐ技； 麴 弗 曛通ｌ 羹鬻 究 Ｆ Ｓ ｉ陡 寓
姚 善化 ，黄 伟
２２ ０ ； ３ ０ １ ２２ ０ ） ３ ０ １ （．安徽理工大学 电气与信 息工 程学 院 ，安徽 淮南 １ ２ ．淮南矿业集团 谢一 矿 ，安徽 淮南
摘 要：文章简要介绍了 Ｄ Ｐ Ｓ 技术及其优点，对 Ｄ Ｐ技术在煤矿井下移动通信 系统 中的应 Ｓ 用进 行 了分析 ，并设 计 了基 于 Ｄ Ｐ技 术的矿 井扩频 接 收机 硬件 结构 图。 Ｓ
路 ，因此显示 模块使用 Ｃ Ｕ自带的 Ｌ Ｄ控 制器 ，节省 了硬 Ｐ Ｃ
件 的开发成本。
灵活组 网、建设 成本 等角度出发 ，提 出了将 Ｚｇ ｅ Ｇ Ｒ ｉＢｅ和 Ｐ Ｓ 两种技术相结合 的无 线传感 网络设 计思 想 ，实现 了井下 环 境参数及人 员定 位 的实时监 测和 预警 。这 一设计方 案 的提 出 ，改变了传统 无线传感 网络需 要依 托有线 公共 网络进行
数据中心采用轮询方式 ，主节点在接 受到查询请求后 ，
对 自己所有 的从 节点所 监控 的状态数 据进行 采集 ，然后 统
基于DSP的数字滤波器设计
基于DSP的数字滤波器设计数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一种利用数字技术对模拟信号进行采样、量化、编码等处理的技术。
在实际应用中，我们经常需要对信号进行滤波以去除噪声、增强特定频率分量等。
而数字滤波器是一种用于对数字信号进行滤波处理的算法或者设备。
数字滤波器设计是数字信号处理中的重要环节之一，它的设计目标是在频域或时间域对输入信号进行加工，实现对信号频率、幅度和相位等特性的调整。
而在实际应用中，为了降低复杂度和实现高效运算，我们通常采用基于DSP技术的数字滤波器。
数字滤波器设计的第一步是确定滤波器的类型，常见的有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
接下来，需要确定滤波器的阶数，阶数决定了滤波器的频率响应曲线的陡峭程度。
一般来说，阶数越高，滤波器的性能越好，但计算复杂度也越高。
为了实现数字滤波器的设计，我们通常采用滤波器的差分方程或者传递函数来进行描述。
差分方程是一种描述滤波器输入输出关系的方程，可以通过离散变量来表示。
传递函数则是描述滤波器输入输出之间的关系的函数，通过频率变量来表示。
常用的数字滤波器设计方法有时域设计法、频域设计法和最优设计法等。
其中最优设计法主要有脉冲响应设计法和极点配置设计法。
这些设计方法基于不同的设计目标，选择合适的设计算法，结合滤波器类型和阶数，以及特定的性能要求，进行滤波器参数的确定。
在具体的数字滤波器设计过程中，需要考虑以下几个方面。
首先，需要确定滤波器的频率响应特性，即所需的频带宽度、截止频率以及所需的增益和衰减等。
其次，需要选择适合的滤波器结构和滤波器的阶数。
阶数的选择需要综合考虑滤波器的计算复杂度、性能要求和实际应用场景等因素。
最后，需要确定滤波器的参数，包括传递函数的系数或者差分方程的系数等。
在实际设计中，我们常常使用Matlab等工具来进行数字滤波器的设计和仿真。
利用这些工具，我们可以方便地进行滤波器性能分析和参数调整。
基于DSP技术的煤矿电机控制应用
基于DSP技术的煤矿电机控制应用邓英浩闫磊（平顶山天安煤业天力有限责任公司，河南平顶山467099）摘要：本文主要介绍了电力电子技术飞速发展下出现的一种高速微处理器DSP，从DSP 的优点、芯片以及工作原理等多方面进行了介绍，阐述了这一技术在煤矿电机控制中的应用以及产生的影响，希望能够对煤矿产业的安全生产有所帮助。
关键词：DSP 技术；煤矿电机；控制；应用煤矿电机在运行中，很容易产生一些故障，为了保障电机的高效运行，很多企业在一些技术的运用上在逐步体验新型的科技产品。
目前，随着电子科技的不断发展，我国正逐步走入数字化的时代。
煤矿电机的工作状态已经和以前大不相同，在工作效率上也得到了很大的提高。
数字信号处理器凭借其简单的结构、便于灵活控制等特点正在被广泛的应用到生产生活当中来。
因此，数字信号处理器凭的高性能、低成本等强大的优势被迅速突显出来，在工业生产中得到了普遍的认可。
一、DSP 的特点介绍DSP 是一种高速微处理器，作为科技时代进步的衍生产物，不仅具有强大的数字信号处理功能，还具有较强的控制功能以及管理能力，特别突出的是，DSP 处理器处理速度和精度都是比较高的。
而且采用片内程序空间和数据空间分开的独特方式，就算在高速运行的状态下，同样能够取指令和操作数，还允许程序空间和数据空间之间进行相互的数据传送。
DSP 微处理器内部存在多条内部总线，所以在功能操作上能够实现更多的功能。
二、DSP 高速微处理器的常用芯片介绍（一）TMS320F2812。
TMS320F2812是具有强大的事件管理器模块的多位定点的芯片，具有定时、比较、捕获等功能。
每个比较单元都能够输出互补的PWM 波形，同时还具有正交编码脉冲电路，利用两个事件管理器模块的相互合作，驱动三相全桥电路的运行。
（二）CPLD。
CPLD 是一种复杂可编程逻辑器件，它的特点是结构较为复杂，规模较大，但是有较好的通用性，运行速度和灵活度也是比较快的，在使用方面，不需要完全精通内部器件，只要会使用软件语言对硬件功能进行编程即可实现相应的功能。
基于DSP的矿井下漏电保护研究
２漏电保护配置分 析
图１ 所示为煤矿井下低压供电单 元的原理图。本 文 主要分析 了煤炭企业 井下供 电线路 总馈 电开关 的附加 直流 电源漏 电保 护与分支馈 电开关 的 ２段式漏 电保 护 的具体配置与整定 方法 。
１漏 电保护 的必要性
由于矿井下供电 网的 中性点绝缘 ， 因此无论井 下供 电网发生何种漏电故障 ， 井下供 电网的线 电压仍 三相对 称 。若井下出现不对 称的单相或两相漏 电 ， 则供 电线路 各相对大地电压变得不对称 ， 且井下 变压器 中性 点的 电
ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ａ ｌ Ｅ ｎ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ “ 岛ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ０ “ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ
电子质量 （ ２ ０ １ ３ 第０ ９ 期）
基于 Ｄ Ｓ Ｐ的矿井下漏电保护研究
基 于 ＤＳ Ｐ 的 矿 井 下 漏 电 保 护 研 究
ＤＳ Ｐ－ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｍｉ ｎ ｅ Ｌｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ Ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
ｂｒ ａ ｎｃ ｈ ｆ ｅ ｅｄ ｅ ｒ ｓ ｉｔ ｗ ｃｈ ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇｅ ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｂｌ ｅ ｍｓ ｗｈｉ ｌ ｅ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖ ｉ ｎｇ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃｅ ｆ ｏ ｌ ｅ ａｋ ａ ｇｅ６ ６ ５ ９ ０ ）
摘 要： 针对 目前矿井下漏 电保 护的配置 问题 ， 该 文提出 了一 种以 Ｄ Ｓ Ｐ 作 为核心处理器 的矿井下 电网的
基于DSP信号处理的矿井配电网漏电保护技术研究
FORUM［谄捱©商基丁DSP信号处理的矿井配电网漏电保护技术研究□周顺山西汾西矿业（集团）有限责任公司贺西煤矿矿井内部的供电线路目前仍采用电缆作为传输介质，由于该类型工作场所环境比较复杂，因此常会产生漏电或是单向接地故障问题的产生，从而影响到正常工作任务，甚至会带来更为恶劣的瓦斯爆炸或是雷管引爆等危险事故的发生。
为了解决该问题，文中对目前的漏电保护装置进行了分析,设计了一款新型的以数字信号处理器为基础的漏电保护装置。
通过现场实际环境中运行结果表明优化的漏电保护技术具有响应速度快、选择性强及任务下达准确的优势。
1低压电网漏电保护原理目前在我国煤矿工作环境中，低压电网的中性节点目前多采用的是不接地的连接方式，分为Q八Q2、Q3三个等级，一般情况下会在总馈电开关及分值馈电开关两个地方部署漏电保护装置，同时漏电闭锁模块一般设立在磁力启动器中，选取二级保护系统作为防护。
另外为了提供选择性能，不同层级的漏电保护装置往往通过延时进行动作的择取，在横向选择中，零序功率方向为主要方式；在总自动馈电开关中，附加直流的方法会额外加入到保护装置中。
1.1总馈电开关线路中的漏电保护原理总馈电开关处的漏电保护，其主要是对整个网络的漏电进行保护，通常会附加直流的方法会额外加入到保护装置中。
由附加直流的电源漏电保护原理结构可以看出，直流电流Z在电阻R,的作用下，通过加入电源U后直接与大地相连接，随后在绝缘电阻r的作用下合入三相线路，随后通过三相电抗器Z、中性点N”、电阻R直接输出直流形式下的电源负极。
该结构中的检测电流/计算式为（1）□/=_________。
_________=u（1）R+R s+R E+r z+Rj^为7?+吃式（1）中Rz为三相电抗器中的任意一相的直流电阻值；R e为结构中的接地电阻值；心为三相电网中的对地部分密总电阻值。
其中变量值仅有吃，因此对电流值大小的检测直接反应了当前电网的绝缘状态。
被选取为取样的电阻的电压值U,的计算方式如公式（2）o6"讥=击眇（2）所以三相电网对地方式下的总绝缘电阻值的计算方式为下式（3）所示。
基于DSP的煤矿井下电能质量在线监测
基于DSP的煤矿井下电能质量在线监测作者：谢长波，张领中，胡超来源：《科技视界》 2015年第1期谢长波张领中胡超（安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南 232001）【摘要】电能质量监测在现代电力系统中越来越重要,本文介绍一种基于DSP的井下电能质量在线监测系统的设计方案。
利用TMS320F2812 DSP和高精度数据采集芯片AD73360完成对现场电信号的同步采集和分析，实现了对电能质量稳态指标的在线检测，具有很好的人机交互界面，在线为用户远程提供数据并可以记录较长时间的历史数据。
该系统满足实时在线监测电能质量的各种指标。
【关键词】电能质量；DSP；在线监测基金项目：安徽省大学生创新创业计划项目（AH201310361105、AH201310361106）；安徽高校省级自然科学研究重点项目“矿用移动变电站实时监控系统研究”（KJ2012A097）。
0引言随着大量电力电子设备的使用造成大量的非线性负荷和不对称负荷接入电网，致使电能质量不断恶化，比如变频电动机、矿井提升机、大量的异步电动机都是谐波的主要来源和电压波动闪变的主要原因，由于以前对电能质量重视程度不够，好多矿井下的低压或高压补偿都不是滤波器，会造成谐波一定程度的放大，并且由于矿井自身的电力系统特点，电缆长度一般很长，出线很多，容易产生谐振。
煤矿作为一门特殊的行业，面临的电能质量问题日益严重，对电能质量的要求特别严格。
本文针对煤矿行业的特殊性，提出一种基于DSP的井下电能质量在线监测，本系统可以很好的实时远程在线监控，及时的对采集数据进行分析处理，可以为用户提供有效的决策。
1系统总体结构及功能本系统采用数字信号处理器DSP和高精度数字采样芯片ＡＤ并配合LCD显示各通道波形和计算分析结果，采用大容量存储设备记录存储采样波形和分析结果，以单片DSP芯片为核心，建立起多种通信方式，其中利用带有硬件协议栈的网络控制芯片W5100实现大量数据高速远程传输，使得软件开发时间大大缩短，可靠性也得到提高，完成基于DSP的硬件电路设计及相关软件设计。
基于DSP的水源井无线安全监控系统
基于DSP的水源井无线安全监控系统赵庆元;高瑞【摘要】针对煤矿井下水源井水泵工作效率低下的现状,提出了一种基于TMS320LF2812数据采集和处理芯片,采用无线通讯作为数据和命令传送模块,使用VB软件作为上位机程序的水源井无线安全监控系统.主要阐述系统的总体方案和软件主要功能.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】3页(P102-104)【关键词】TMS320LF2812芯片;无线通讯;VB软件;安全监控【作者】赵庆元;高瑞【作者单位】兖州矿业(集团)公司济三煤矿,山东济宁273500;兖州矿业(集团)公司济三煤矿,山东济宁273500【正文语种】中文【中图分类】TP273水源井潜水泵具有电机功率大(一般在10 kW～60 kW)，能耗高、数量多等特征，而传统的水源管理采用人工周期巡视检查压力和流量参数的模式，对于潜水泵的功率变化，水位变化，管网压力变化以及流量变化都无法实时采集，造成一些潜水泵长期工作在低效率，高电耗的运行状态下。
随着电子计算机技术、信息通讯技术和多媒介传感器技术的发展，使水源井水泵运行工况，流量压力和动静水位等参数的实时监测成为了可能。
本系统提出采用DSP为核心的监控分站，可以实时对数据进行采集、处理和显示，把处理的结果通过无线发射模块传送到中心站，在中心站的VC软件界面上，用户能够及时准确地了解水泵运行状态、以及在需要时对故障进行排除。
(1)系统结构本系统采用典型分布式控制系统(DCS)，由监控分站和监控中心组成。
系统结构如图1所示。
1)监控中心。
硬件部分由主服务器计算机、工控机、打印机、无线数传模块等组成;软件部分包括监控中心系统软件包和数据库软件包。
2)监控分站。
由监控终端(RTU)、无线数传模块、压力传感器、流量传感器、电流互感器等组成。
(2)无线数传网络本系统使用型号为MDS2710A的数字电台采用半频点半双工工作方式，其主要性能参数:频率范围 220～240 MHz数据速率 9 600 kbit/s端口速率 300～38．4 kbit/s信道带宽 12．5 kHz监控终端(RTU)由DSP2812为主控芯片的监控单元和数据采集设备，响应数据设备和无线电台组成。
基于DSP的矿井光纤直放系统的设计
基于DSP的矿井光纤直放系统的设计
李伟;赵承滨;宋婀娜;祁向前
【期刊名称】《工矿自动化》
【年(卷),期】2010(036)002
【摘要】根据煤矿井下巷道狭长、拐点多、分支多的特点,针对井下环境中移动通信系统通话质量差、可靠性低等问题,提出了一种基于DSP的矿井光纤直放系统的设计方案,详细介绍了系统基于DSP的自动监控单元和FIR数字滤波器的设计及语音激活技术在直放系统中的应用.该光纤直放系统解决了井下广域范围移动通信问题,采用DSP对系统实施自动监控,为系统稳定运行提供了可靠保障;数字滤波器的引入、话音激活技术的应用使井下通信系统性能更稳定、话音质量更好、抗干扰性更强,为矿井移动通信的最佳实现奠定基础.
【总页数】4页(P24-27)
【作者】李伟;赵承滨;宋婀娜;祁向前
【作者单位】黑龙江科技学院资源与环境工程学院;黑龙江科技学院电气与信息工程学院;黑龙江科技学院电气与信息工程学院;黑龙江科技学院建筑工程学院,黑龙江,哈尔滨,150027
【正文语种】中文
【中图分类】TD655
【相关文献】
1.数字平调光纤直放系统的研究与应用 [J], 李明;孙喆
2.秦沈客运专线区间光纤射频直放系统简介 [J], 张立华
3.光纤直放分布系统在城区高速铁路优化中的运用 [J], 周铁健
4.基于DSP的矿井温湿度监测及光纤传输系统设计 [J], 王晓雷;吴必瑞;毋炳鑫
5.基于交-直-交变频器的矿井提升机应用系统设计 [J], 周伯豪
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DSP芯片在超声波钻井液测漏仪中的应用
DSP 芯片在超声波钻井液测漏仪中的应用 摘要介绍了超声波钻井液测漏仪的结构、安装方式和测量原理。
为了提高其测量的可靠性和准确性，研制了专用的超声波传感器；并 通过高速高性能数字信号处理器的应用，提高了测量精度。
对 32033 这一新型数字信号处理器的应用作了大量的介绍，并在接口 设计、引导、数据传输等方面提供了一些有价值的经验和方法。
关键词流速测量超声波传感器数字信号处理器钻井液 钻井是石油及天然气开采的重要环节，为了保证高效、安全地钻井， 防止井漏和井喷，需要在钻井过程中采用具有一定粘结性能的泥浆作为钻 井液。
它是由多种原料根据井下的地质情况按适当的比例配制制成的，其费 用约占整个钻井成本的三分之一。
由于井下地层结构的复杂性，常常遇到裂缝和有孔隙的地层，造成泥 浆漏失，这不仅严重影响钻井作业的进行，千万经济上不必要的损失，而 且泥浆是一种有害物质，漏失后会对地下水资源和地层造成污染，危及子 孙后代的生存环境。
发生泥浆漏失现象后，最为重要的是尽可能准确地找出漏失位置，以 便调整漏浆成份和颗粒度，堵塞地层裂缝和其它漏源。
历史上采用过的方法主要有两种一种是用温度传感器监测井下不同深度处的温度变化情况。
由于受温度传播的不实时性和漏失量较小时温度变化不明显等因素 的影响，这种方法不能准确地测定泥浆漏失位置。
另一种是采用流量计直接测量流速的变化，以此确定泥浆的漏失位置。
但由于受测量环境本身的制约，所使用的流量计中含有转子等可动部 件，而可动部件极易受到钻井中沙粒的影响而造成测量的不可靠或失败。
本论文所述的超声波钻井液测漏仪的主要是 1 采用了超声波传感器， 不存在机械可动部件；2 具有很好的实时性；3 采用两只性能相同的超声 波传感器对发、对收，不象压力传感器那样存在直接测量的敏感面；4 采 用了 32033 浮点数字信号处理器，提高了测量精度。
1 测量原理 11 测漏仪的结构与安装方式 超声波钻井液测漏仪的结构和安装方式如图 1 所示。
基于DSP的矿用智能综合保护器的设计
基于DSP 的矿用智能综合保护器的设计1 引言矿井高压反馈电开关是井下电力系统的重要控制装置，其性能的好坏对煤矿井下供电的可靠性和安全性及劳动生产率影响极大，而影响其性能的主要因素是选择性漏电保护的可靠性和选择性。
煤矿井下供电系统发生漏电故障后，其参数特征与系统结构，负载因素等有关。
在目前使用的选择性漏电保护装置中，多以容性电流或五次谐波为选线依据，但是当系统采取电容电流补偿措施或系统中具有大功率谐波源而采取滤波措施后，上述选线方案将失去正确选线功能，造成误判，严重影响供电的可靠性、安全性和生产的正常进行。
针对上述存在的问题，我们在对矿山电力系统进行分析的基础上，设计了一种对电力系统结构适应性强的基于有功功率选线的矿用智能综合保护器。
在该装置的设计过程中我们对影响漏电保护性能的其他因素也给予了充分的考虑，如在电磁兼容性方面，采用了有源滤波电路滤出信号中的谐波分量，电源滤波器滤出电源通道的电磁干扰信号，同时使用数字移相的方法克服由互感器角误差产生的影响。
该装置具有选择性漏电保护、过载保护、过流保护和绝缘监视功能。
2 矿用开关智能综合保护器的设计原理 2.1 矿用开关智能综合保护器理论分析对于中性点不接地系统，发生单相漏电故障时的系统模型如图2-1所示。
在图2-1所示的系统中，当A 相发生单相漏电故障时，会在中性点产生零序电压，在零序电压的作用下，系统中会产生零序电流。
根据零序电流的特征分析，可得出非故障线路具有正有功功率和容性无功功率，而故障线路具有负有功功率和感性无功功率。
故障电流中含有有功分量，非故障线路和消弧线圈产生的有功分量方向相同且都经过故障点返回，因此利用故障线路有功分量比非故障线路有功分量大且方向相反的特点可选出故障线路。
从零序电流与零序电压的相位上看，非故障线路的i I 0 超前iU 0 0~90°，而故障线路的i I 0 滞后iU 0 90°~180°零序电流的比相范围从原有的90°扩大到180°创造了更好的选线条件。
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对 （） 进 行 。变 换 ， 理 后 可 得 ＦＲ 滤 波 器 的 传 递 函 ３式 整 Ｉ
数 肌 ） ： （） ４
装载好文件后 ， Ａ Ｌ Ｂ通过 ａｄ ｓ命 令获得数据在 Ｄ Ｐ内 Ｍ ＴＡ ｄｒ ｓ ｅ Ｓ
存 中的地址 ， 则可通过 Ｃ Ｓ 问并修改 Ｄ Ｐ内存 的数据 了。 Ｃ访 Ｓ （） ３ 采用单步运行或执行到光标 处 ， 全速运行 。 打开 或 并 波形观察窗 口， 跟踪观察其执行过程 和滤波效果 。程序运行 后， 观察滤波前后信号的时域 和频域如 图 ２ ３ ， 所示 。
随着工作 面的延伸 ， 水层 的水压 、 含 富水 性、 裂隙发育 程度、 水力联 系程度及 注浆线路 的长度 较浅部 有着 明显的不 奥陶系灰岩水 高压注浆 射流 混合器 度较浅部有着明显 的不 同， 现有 的注浆 改造方法 已不适应深
．
１１ 原理分析及其基本结构 ． 数字滤波器原理一般具有如下差分方程 ：
（ ） ｋ ＝０ Ｏ （一 ） ｎ ＝ ￣ ｒ 五ｂ （一 ） ｋＬ Ｘ ｎ ｙ
％ 设置 默 认 的链 接 时 间 ， 保 不 超 时 ｃｔ 确 ａｈ ｃ
ｓｔ ｇｂ，‘ｏ ｔ ’‘ｒ ｗ’； ｅ （ｃｆ ｐｉ ｅ ，ａｏ ） ｎｒ ｒ
需将原频率除以抽样频率 的一半即可。
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东 晨 科技
２７ ０ 年第６ ０ 期
深 部受水 威 胁 燥层 汪浆 改造方 法研 究
尚 亚平 ． 陈建 平
（ 肥城矿 业集团有 限责任公 司曹庄煤矿 ， 东 肥城 山 摘 要
２１０ ） ７６ １
滤波器系数 ， Ⅳ是滤波器阶数。当所有 的 均为零 ， 则有
ｙ ｎ ： 吼ｘ ｎ一 ） （） （ （） ２
（ ） ｝‘ｊｋＥｒ ’ ； 劬 ’ ，Ｉｎ ｒ ｒ） ｏ
ｒｕｎ ％如果发生错误。 ｅ ｒ； ｔ 就显示错误提示信息
ｅｄ ｎ
（） ２式是 ＦＲ滤波器的差分方程 ， Ｉ 其一般形式为 ：
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２ ７ 第６ ０年 期 ０
东 斜技 晨
４ ５
用 ＤＳ 实 现 的 数 字 滤 波 嚣 在 矿 ｏ－１信 中 的 应 用 Ｐ ｒｕ． ：
丁 莉 陈 永 生 姚 善 化
（． １安徽理工大学 ， 安徽 淮 南 ２２０ ； ． 南矿 业集 团张集北矿 ， ３０ １２ 淮 安徽 淮南
由（ ） ４ 式可以看出，Ｉ ＦＲ滤波 器的一般结构如图 １ 所
１２ ＦＲ 数 字滤 波 器 的 设 计及 Ｄ Ｐ实 现 ． Ｉ Ｓ
（） Ｍ ＇ Ａ １用 ＡＩ Ｂ设计 软件设计 出 ＦＲ数据文件。 Ｌ Ｉ
本设计采用 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ的数字 信号处 理软 件包提 供的 专
氍
其 中 ｎ为滤波 器 阶数 ， 是 ０—１的数 ， 对 应采 样 频率 。 １ ｗｎｏ ／ ｗ为窗函数类型 ， ｄ 这里选取的是哈明窗。 （） ２ 创建和访问与 Ｃ Ｓ的链接 ， Ｃ 编写实验程序代码 ， 进行
编译并加载 到 Ｄ Ｐ中。 Ｓ 创建与 Ｃ Ｓ的链接 就是在 Ｍ Ｔ Ａ Ｃ Ａ Ｌ Ｂ中创 建一个 链接 对 图３ 输 出信号时域和 频域 图 输入信号是 由 ４０ ｚ ２ｏ 正弦波叠加的 ， ０ Ｈ 和 ５ｏ 抽样频率 为 ８０ Ｈ 。频域 图 中根 据奈 奎斯特 （ ｙｕ ｔ采样定 理采用 ００ ｚ Ｎ ｑｉ） ｓ
Ｙｎ ＝ （ ） （ ） ｎ一 ） 后 （ （） ３
建 立 好 链 接 后 ，Ｃ 就 在 后 台运 行 了 。 运 行 无 误后 就 可 ＣＳ
用 Ｍ ＴＡ Ａ Ｌ Ｂ装载工程文件 到 Ｃ Ｓ Ｃ 。在本 设计 中， 程文件包 工 含了用 Ｃ语 言编写好 卷积程序 ， 放在 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ的根 目录 中。
程序加载到 Ｄ Ｐ芯片上实时运行 ， Ｓ 从而实现 目标。 关键 词 矿井 通信 系统 Ｄ Ｐ 数字滤 波器 Ｓ ＣＳ Ｃ ％用 研 一ｃｔ 结构和 ｅａ命 令处理异常错误 ａｈ ｃ ｖｌ
１ 用 Ｄ Ｐ实 现 Ｆ Ｓ Ｉ 字 滤 波 器 Ｒ数 ｅａ （ｎ ） ｖｌ ｃ１ ； ｄ ｓｔ ｃ ，ｔ ｅｕ’３ ） ｅ （ｑ ’ｍ ｏｔ，０ ； ｉ
（ １ ）
ｅ ｏ ｌ｛ ｓ ｒ Ｆｉ ｄ ｔ ｅ ａｌｈ ａ ｌ ｋ ｔ Ｃ ｄ ｏ ｐｓｒ ｒ ｒ ｇ ｌ ｔ ｒ‘ ａ ｅ ｓ ｂ ｓ ｉ ｏ ｅ Ｃ ｍ ｏ ｒｄ ｆｅ ｌ ｏ ｔ ｉ ｎ ｏ ｅ
（） １式中 （１为输入序列 ， （１为输 出序列 ， 和 为 ， ） Ｙ， ） 吼
用 函数来直接求取 ＦＲ滤 波器系数 。鉴 于窗 函数法 基本 而 Ｉ
图 ２ 输入信号时域 图和频域图
有效 ， 这里将 选取 窗 函数法作 为 ＦＲ数 字 滤波 器 的设 计方 Ｉ
法， 其调用格式为 ： ＝ｖｔ ｎ ） ｂ＝ ， ｎ ｗ ， ｉ ｏ ， ｂ ｊ （， 或 ｉｔ ｆ－ ， ｗｎ ｗ） （ ｄ
２２０ ） ３００
摘
要 针刘 矿井通 信中 的数 字滤 波处 理部分 ， 基于 Ｔ Ｓ２Ｖ ５１ Ｍ ３０ Ｃ ４６芯片 的数 字信号处理 功能 ， 文 以窗 函数 法为例 ， 本 借助
Ｍ ＴＡＢ完 成 了线性相位 ＦＲ数 字滤波器 的设计， ＡＩ Ｉ 并应用 Ｄ Ｐ实现 了该 数字滤波器。实现 时， Ｓ 先在 Ｃ ￣Ｏ Ｎ 仿真开发 ， Ｃ （） 然后将
竖
象， 在本设计中这个链接 对象命 名为 １，它是 由 ｃｓｓ 命 令 ２ １ ２ ｃ ｐ ｄ
创建的 ， 程序代 码及注释如下 ：
ｃ ｄ ’ｃ ｃｄｐ “Ｏ＿ Ｌｌ， ，ｐｏｎｍ”０ ；］ ｍ ＝［ｃ ＝ｃｓｓ（ｂａ ｌ”０ “ ｒ ｕ ，） ’ ； ｒ ｌ ￣ ｌ ｃ
ＴＲＹ
归一化频率 ， Ｎ ｑｉ 频率为 ｌ， 赫兹转 为归一化频 率只 且 ｙｕｓ ｔ 则