基于DSP的电气数据分析应用
基于DSP与虚拟测量技术的电能质量在线监测系统研制
Ｔｈ ｖ ｌｐ ｎ ｆｔ ｅ ｏ － ｎ ｗｅ ａｉｙＭ ｏ ｉ ｒｎ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｅ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｈ ｎ ＬｉｅＰｏ ｒＱｕ ｌ ｎ ｔ ｉｇ Ｓ ｓｅ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｏ
ＤＳ ａ ｒ ｕａ ｅ ｓ ｒｎ ｃ ｏ ｏ Ｐ ｎｄ Ｖｉｔ ｌＭ ａ ｕ ｉ ｇ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇｙ
管理 能力 和Biblioteka 入式 控 制功 能 ， 特别 适 用 于 有 大批 量 数 据处 理 的测控 场合 。近年 来 ， Ｐ技 术 已被应 用 于 一 ＤＳ 些 电力 系统产 品 中 ， 并充 分发 挥 出它 的优 势 ｌ 。 ＿ １ ］ 虚拟 测量 技术 基于 Ｇ 图形 语 言 编程 ， 文采 用 基 本 于 Ｇ 语 言 的 虚 拟 仪 器 软 件一 Ｌ ｂ Ｅ 开 发 平 台 。 ａ ＶＩ ｗ Ｌ ｂ Ｅ 继承 与满 足 ＧＰ Ｂ、 ａ ＶＩ Ｗ Ｉ ＶＸＩＲＳ２ ２和 ＲＳ４ ５ 、 －３ －８ 协议 的硬件及 数据 采集 卡 通 讯 的全 部 功 能 ， 有 强 大 具 的数 据分 析 和处理 能 力 ， 供 大量 与 外 部 代码 或 软 件 提 进行 连接 的机 制 ， 支持 常 用 网络协 议 ， 方便 网络 、 程 远 测控 仪器 的开 发 。 本 文将 ＴＭＳ ２ Ｌ ２ ０ ３ ０ Ｆ ４ ７与虚拟 测量 技术 相结 合 ， 应用 于 电 能 质 量 在 线 监 测 系 统 。Ｄ Ｐ体 现 了强 大 的 Ｓ 数 字处 理功 能 ， ａ ＶＩ Ｗ 带 有 大量 内置 功 能 ， 供 了 Ｌｂ Ｅ 提 广 泛 的数据采 集 、 分析 和数据 显示 功能 ， 提高 电网 自 对 动 化水 平 ， 强 电网 的实 时 性 监测 以及 提 高 电 网 的安 增 全 性与 可靠性 具有 重要 的意 义 。
DSPC2000系列综述及其应用电子
DSPC2000系列综述及其应用电子———摘要TI公司生产的C2000系列的DSP主要是针对自动控制领域的需要而设计的。
本文主要说明了DSP 的产生和发展，概括了C2000系列的特点，综述了C2000中使用的主要技术。
同时阐述了今后的发展趋势，在应用方面做了简要介绍，并给出了一个应用实例。
关键词：C2000；集成外设；JTAG；嵌入式；应用关键字C2000 发展状况趋势硬件技术软件技术应用电子1 DSP的产生背景及其发展1.1 产生背景由于计算机和信息技术的发展，出现了数字信号处理。
它是利用计算机或专用处理器设备，以数字形式对信号进行采集、变换等处理，以得到符合人们需要的信号形式，是一门涉及并广泛应用于许多领域的新兴学科[1]。
20世纪后期，随着计算机、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）以及微处理器技术的迅猛发展，数字信号处理无论在理论上还是在工程应用中都得到了巨大的发展。
伴随着数字信号理论的产生与发展，在一些应用领域中对需要对相关的数据进行处理，但由于使用普通的计算机不能满足特殊环境的要求，而另一方面，如果使用工业PC机，则不能充分发挥其各种性能，并且体积相对较大，增加成本。
这就迫使集成电路生产商家开发出可用于数字信号处理的器件，于是就产生了DSP。
DSP主要用来实现相关的数据处理或者比较复杂的算法，其中最具代表的就是TI公司生产的C5000系列的DSP，该系列的DSP主要用于比较复杂算法、语音处理等领域。
在上世纪末随着各种新兴控制理论的不断涌现，在实际应用中使用到的算法也日趋复杂化，为了既能满足控制系统实时性的要求，又能满足传统的控制需要，不少公司相继开发出了针对自动控制领域的DSP，最为代表的器件就是TI公司生产的C2000系列。
1.2 发展状况及其趋势1979年，美国Intel公司生产的2920可以看做商用DSP的开端，这一芯片内部还没有现代DSP 芯片所必须的单周期硬件乘法器，但是该芯片却内含了一个完整的数字信号处理器。
DSP在电机控制系统中的应用
2. 1启动控制 晶闸管控制着系统的启动,是电机控制系统的开
关，电机的端电压除了与功率因数有关,还与触发角有 着密切联系，但是端电压和控制角之间缺少相同的控 制属性。PID控制算法简单、实用性强、应用广泛，控 制参数之间没有关联,且参数计算简单,实践和理论证 明，其是最优控制器。使用PID控制电机启动，应用其 自动化调整功能，对控制参数出现的偏差进行调整，根 据电机参数变化，调整电机控制策略，保证电机稳定运 行,可实现DSP控制系统的智能化控制。电机启动有 两种，即限流和全压。限流启动的原理是将PID控制 应用于电机控制系统，通过调整电机允许的最大电流, 来控制电机启动，当PTD控制接收到电流处于稳定值 的反馈信号后，结束启动控制。全压启动的原理是控 制角的触发脉冲快速增长至最大值，同时端电压增长 至给定值，电机控制系统中的过电流需设置较高，一般 为给定值的5倍,当电机内的启动电流超过系统的过 电流给定值时,PID控制启动，通过降低电机电流，进 行电机启动控制。 2.2停车策略
DSP控制系统通过编写的程序，判断电机的运行 状况，并发出控制指令，由PWM信号输出端口输出调 制的脉冲，形成晶闸管触发脉冲,然后输入到光耦合器 件,经过反相器处理后,使触发信号放大，进入脉冲变 压器，实现DSP对晶闸管的控制。
3结语
DSP技术作为一种新型技术，通过对电压和电流 信号的采集和处理运行编写的程序，对电机进行启动、 停车处理,提升了电机整体性能,促进了电机控制系统 的智能化发展。DSP电机控制系统具有自动检测功 能,可判断电机启动状态，保证电机正常启动，实时监 管电机运行过程中电压和电流的波动情况，当发现异 常后,及时进行调整,维护电机稳定、安全运行,提升电 机运行效率。
(Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040, China)
dsp百度百科
（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；
（7）可以并行执行多个操作；
（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
当然，与通用微处理器相比，DSP微处理器（芯片）的其他通用功能相对较弱些。
DSP优点
对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因素影响小；
目录
DSP广告平台
DSP微处理器
DSP的开发工具
DSP系统的设计过程
DSP技术的应用
基于DSP永磁智能断路器数据采集系统的分析与设计
０ 引 言
低 压 断路 器是 低压 配 电系统 中起 通 断和保 护
作 用 的低 压 器 件 。在 重 要 的用 电场 合 ， 求 供 电 要
的 电能质 量尽 可 能 高 ， 其 是在 需 要 持 续 稳 定 供 尤
电的设 备 中 ， 即使 不 可避 免地 出现 断 电 ， 希望 断 也
ｔｒ ｆ ｃ ｕ ｃｒｕ ｔ Ｂａ ｅ ｏ ｉ，ａ ｕ ｒ ｎ ａ ｄ ｏｔ ｇ ｄ ｔ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｓ ｓｅ ｅ ｓ ｏ ａ ｔ ａ ｉｃ ｉ ｌ ． ｓ ｄ ｎ ｔ ｃ ｒｅ ｔ ｎ ｖ ｌ ｅ ａａ ｃ ｕ ｓ ｉｎ ｙ ｔｍ ｗａ ｄ ｓｇ ｅ ｂ ｓ ｄ ｎ ａ ｔ ｓ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｅ ｏ ＴＭＳ ２ Ｆ ８ ２ ＤＳ ｈ ｐ ３ ０ ２ １ Ｐ ｃ ｉ ．Ｂ ｏ ａ ｉｇ ｓ ｖ ｒｌｄｆ ｒ ｎ ｃ ｅ ｓ ｓｏ ｕ ｒｎ ．ｖ ｌ ｇ ｙ ｃ ｍｐ ｒ ｅ ｅ ａ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｃ ｓｅ ｆ ｒｅ ｔ ｏ ｔ ｅ ＲＭＳ ｍｅｈ ｄ ．ｔｅ Ｆ Ｔ ｌ ｏ ｎ ｆ ｃ ａ ｔｏ ｓ ｈ Ｆｒ ａｇ — ｒ ｈ ｗａ ｐ ｌ ｄ ｉ ｈ ａａ ａ ｑ ｉ ｔ ｎ ｓ ｓ ｍ ，ａ ｄ ａ ｎ ｗ ｉ ｓａ ｔ ｎ ｏ ｓｐ ｏｅ ｔ ｎ ａｇ ｒ ｈ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｅ － ｉ ｍ ｓａ ｐ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓ ｉ ｙ ｔ ｔ ｅ ｉｏ ｅ ｎ ｅ ｎ ｔ ｎａ ｅ ｕ ｒ ｔｃｉ ｌｏ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ｔ ｅｔ ｒ ｅ ｏ ｉ ｄ ｔｓｉ ｉ ｄ ｗ ｎ ｒ ｖ ｄ ｄ ｆ ｒ ｎ ｉｌ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｔｏ ｓｐ ｅ ｅ ｔｄ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｉｎ ｌ ｏ ｄ ｔ ｎ ｎ ｉ ｕ ｔ ｏ ｌ ｗ ｎ ｏ ａ ｄ ｉ ｏ ｅ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｅ ｉ ｎ ｈ ｄ ｗａ ｒ ｓ ｎ ｅ ．Ｔ ｅｄ ｓ ｆ ｇ ａ ｎ ｉ ｏ ｉ ｇｃ ｒ ｉ ｐ ｍｐ ｆ ｃ ｉ ｍｅ ｇ ｓ ｃ ｉ ｃ
基于DSP的音频信号处理技术的研究与应用
基于DSP的音频信号处理技术的研究与应用一、引言近年来，随着数字信号处理技术的飞速发展，基于DSP的音频信号处理技术在音频领域中得到了广泛应用。
音频信号处理技术涉及到许多领域，如音频信号采集、音频信号处理、音频信号分析、音频信号重构、音频信号压缩等，而DSP芯片作为一种高性能、低功耗、可编程的数字信号处理芯片，被广泛应用于音频信号处理领域。
本文以DSP芯片为基础，介绍基于DSP的音频信号处理技术的研究与应用。
二、DSP芯片的基本原理DSP芯片是一种特殊的数字信号处理器，具有高效率、低功耗、可编程等特点。
其主要原理是通过内部高速运算器和存储单元对输入信号进行运算、增强、滤波等处理，实现输出信号的加工。
同时，DSP芯片具有高速数据传输能力，可处理大量数据，具有高效率的优势。
三、基于DSP的音频信号采集技术音频信号采集技术是音频信号处理的第一步。
传统的音频信号采集方法采用模拟信号采集方式，需要经过A/D转换等处理过程。
而基于DSP的音频信号采集技术采用数字信号采集方式，直接将输入信号通过IO口输入DSP芯片，在DSP内部完成采集和A/D转换等处理过程。
四、基于DSP的音频信号处理技术基于DSP的音频信号处理技术主要包括以下几个方面：（一）降噪技术降噪技术是DSP音频信号处理技术中的一个重要方面。
传统的降噪技术主要是使用滤波器将噪声滤掉，但是滤波器的效果不好，会出现覆盖语音信号的现象。
基于DSP的降噪技术采用数字信号处理方法，通过降噪算法对输入的噪声信号进行处理，削弱噪声，提高语音信号的质量。
（二）均衡技术均衡技术是针对音频信号中的频率失真进行处理的技术，其主要原理是根据音频信号的频率特性做出相应调整，使得音频信号在传输过程中频率失真得到修正。
基于DSP的均衡技术主要采用数字滤波算法实现，提高了均衡处理的精度和效率。
（三）压缩技术压缩技术是音频信号处理技术中的一种重要技术，其主要目的是降低音频信号的数据量，减小存储空间和传输带宽。
DSP原理与应用知识总结
上海电力学院题目：DSP原理与应用大报告院系：计算机与信息工程专业年级：2008071学生姓名：王涛学号：20081938TMS320LF240x芯片概述TMS320系列包括：定点、浮点、多处理器数字信号处理器和定点DSP控制器。
TMS320系列DSP的体系结构专为实时信号处理而设计，该系列DSP 控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一身，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。
主要特性：灵活的指令集；内部操作灵活性；高速的运算能力；改进的并行结构；有效的成本。
定点系列TMS320C2000、TMS320C5000，浮点系列TMS320C6000（也有部分是定点DSP）。
TMS320系列同一产品系列中的器件具有相同的CPU结构，但片内存储器和外设的配置不同。
派生的器件集成了新的片内存储器和外设，以满足世界范围内电子市场的不同需求。
通过将存储器和外设集成到控制器内部，TMS320器件减少了系统成本，节省了电路板空间，提高了系统的可靠性。
TMS320LF240x DSP的特点：采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功耗；30MIPS的执行速度使得指令周期缩短到33ns（30MHz），提高了控制器的实时控制能力。
基于TMS320C2000 DSP的CPU核，保证了TMS320C240x DSP代码和TMS320系列DSP代码的兼容。
片内有32K字的FLASH程序存储器，1.5K字的数据/程序RAM，544字双口RAM（DARAM）和2K字的单口RAM（SARAM）。
两个事件管理器模块EVA和EVB，每个包括：两个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制（PWM）通道。
可扩展的外部存储器（LF2407）总共192K字空间：64K字程序存储器空间；64K字数据存储器空间；64K字I/O寻址空间。
看门狗定时器模块（WDT）。
10位A/D转换器最小转换时间为500ns，可选择由两个事件管理器来触发两个8通道输入A/D转换器或一个16通道输入的A/D转换器。
dsp论文----【浅谈DSP技术的应用和发展前景】
浅谈DSP技术的应用和发展前景adfasd adsfasdf【摘要】数字信号处理（DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科.本文概述了数字信号处理技术的发展过程,分析了DSP处理器在多个领域应用状况，介绍了DSP的最新发展，对数字信号处理技术的发展前景进行了展望。
【Abstract】:Digital signal processing (DSP) is the one who is widely used in many disciplines involved in many areas of emerging disciplines。
This paper outlines the development of digital signal processing technology，processes，analyzes the DSP processor, application status in many areas，introduced the latest developments in DSP, digital signal processing technology for the future development prospects。
【关键词】信号数字信号处理信息技术【Key words】Signal digital signal processing Information Technology1引言自从数字信号处理器（Digital Signal Processor）问世以来,由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口等特点，已在图形、图像处理，语音、语言处理，通用信号处理，测量分析,通信等领域发挥越来越重要的作用.随着技术成本的降低，控制界已对此产生浓厚兴趣，已在不少场合得到成功应用。
2DSP技术的发展历程DSP的发展大致分为三个阶段:在数字信号处理技术发展的初期（二十世纪50—60年代）,人们只能在微处理器上完成数字信号的处理。
基于DSP闭环控制的逆变器
DSP闭环控制逆变器的硬件实现
1 2 3
硬件架构
基于DSP的闭环控制逆变器通常采用模块化设计 ，包括主电路、控制电路、驱动电路和保护电路 等。
核心元件
主电路的元件包括开关管、滤波器和变压器等， 控制电路的核心元件是DSP控制器和相关外围电 路。
电路连接
各电路元件通过合理的连接，实现能量的转换与 控制。
DSP的主要应用领域
总结词
通信、音频处理、图像处理、控制系 统等
详细描述
DSP技术在通信、音频处理、图像处 理、控制系统等领域有着广泛的应用 ，如语音识别、音频编解码、图像识 别、雷达信号处理等。
基于DSP的控制系统设计
总结词
实时性、高精度、稳定性
详细描述
基于DSP的控制系统设计具有实时性、高精度和稳定性等特点，能够实现对复杂 系统的精确控制和优化管理。
03
基于DSP的闭环控制逆变器设 计
闭环控制系统的基本原理
反馈控制
通过比较期望输出与实际输出之间的误差，调整系统参数以减小 误差。
负反馈
将系统输出信号反馈到输入端，用于纠正系统误差。
比例-积分-微分控制
通过调整比例、积分和微分系数，改善系统动态性能和稳态精度。
基于DSP的闭环控制逆变器设计方法
快速响应
DSP的高速运算能力使得逆变器能够快速跟踪负载变化。
闭环控制逆变器的优点与局限性
• 灵活性：可实现复杂的控制算法，适应不 同的应用场景。
闭环控制逆变器的优点与局限性
对硬件要求高
需要高性能的DSP和高速A/D转换器 等硬件支持。
抗干扰能力有限
容易受到电网波动、电磁干扰等外部 因素的影响。
基于DSP三相电压源变换器SPLL设计与应用
基于DSP三相电压源变换器SPLL设计与应用吕飞;朱家林;余凤豪;张松涛【摘要】准确的相位信息是三相电压源变换器稳定运行的重要条件.软件锁相环(SPLL)具有设计多样性、高抗干扰性等优点可快速得到电网电压的相位信息.本文以三相电压源型PWM变换器为对象,分析了SPLL工作原理,推导出SPLL线性化模型,分析设计SPLL控制器参数,并用DSP实现所设计SPLL.仿真及试验表明所设计SPLL良好应用于三相电压源型PWM整流装置.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2015(035)003【总页数】5页(P36-39,43)【关键词】软件锁相环;电压源变换器;数字信号处理器;坐标变换【作者】吕飞;朱家林;余凤豪;张松涛【作者单位】海军蚌埠士官学校机电系,安徽蚌埠2330122;海军92763部队,辽宁大连116041;海军蚌埠士官学校机电系,安徽蚌埠2330122;海军蚌埠士官学校机电系,安徽蚌埠2330122【正文语种】中文【中图分类】TM1330 引言电网电压的相位信息是电力电子变换装置稳定运行的重要条件，同步旋转坐标下与电网电压同步的电压、电流信号需要相位信息计算获得[1]。
图1所示为三相电压源型PWM变换装置与电网相连的控制框图。
图中电流控制器(current controller)工作在同步旋转坐标系(SRF)下，电网电压的相位角为(k)。
经过Park变换，将三相静止坐标系下的电网电压和电流转换成两相同步旋转坐标系下的电压和电流，作为同步旋转坐标系下电流控制器的控制输入信号。
锁相环(PLL—Phase Locked Loop)技术能够得到精确的电网电压相位信息[2]。
SPLL是随着微控制器技术和数字处理器(DSP)的不断发展而逐渐实现的，SPLL所有的PLL函数都是在软件上执行，设计调整不需要修改硬件，使得SPLL比硬件PLL在设计上具有更好的灵活性和多样性[2,3]。
本文通过分析SPLL基本原理，推导出SPLL线性化模型；以线性化模型为依据，分析设计SPLL控制器PI参数；并用DSP实现SPLL功能，仿真及试验表明所设计的SPLL良好应用于三相电压源PWM整流装置。
基于DSP的直流电机控制系统设计本科毕业论文
基于D S P的直流电机控制系统设计摘要：直流电机由于励磁磁场和电枢磁场完全解耦,可以独立控制,因此具备良好的调速性能,出力大、调速范围宽和易于控制,广泛应用于电力拖动系统中;而随着对电机控制要求的不断提高,普通的单片机越来越不能满足对电机控制的要求,DSP技术的发展正好为先进控制理论以及复杂控制算法的实现提供了有力的支持;本设计采用美国TI公司专门为电机数字化控制设计的16位定点DSP 控制器TMS320LF2407作为微控制器;该芯片集DSP信号高速处理能力及适用于电机控制优化的外围电路于一体,可以为高性能传动控制技术提供可靠高效的信号处理与控制硬件;电机的控制系统是由检测装置、主控制器、功率驱动器以及上位机组成,其中DSP控制器是电机控制系统的关键部分,负责对电机的反馈信号进行处理并输出控制信号来控制电机的转动;关键词：直流电机； DSP； PID控制器； PWMThe Design of DC Motor Control System Based on DSP Abstract：The DC motor armature magnetic field and the excitation completely decoupled, it can be independently controlled, so it has a good speed performance, contribute to a large power, widely speed range, and easy to control, so it is widely used in electric drive systems. With the motor control required for continuous improvement, common single MCU can't meet requirements of the motor control well, DSP technology just for the advanced control theory and complex control algorithm implementation provides a strong support.This design uses the American TI company specially for motor control design of digital 16 fixed-point DSP controller TMS320LF2407 as the controller. The chip set DSP signal the high processing capacity and used in motor control optimization the periphery of the circuit in a body, high performance driving control technology to provide reliable and efficient signal processing and control hardware. Motor control system is composed of detection devices, the main controller, power driver and PC componen ts, whichDSP controller is a key part of the motor control system , responsible for the motor feedback signal processing and output control sig n al to control the rotation of the motor.Keywords：DC motor, DSP, PID controller, PWM目录第1章绪论课题概述课题研究的背景电气传动是以电动机的转矩和转速为控制对象,按生产机械工艺要求进行电动机转速控制的自动化系统;根据电动机的不同,工程上通常把电气传动分为直流电气传动和交流电气传动两大类;纵观电气传动的发展过程,交流与直流两大电气传动并存于各个时期的各大工业领域内,虽然它们所处的地位和作用不同,但它们始终随着工业技术而发展的;特别是随着电力电子技术和微电子学的发展,在相互竞争中完善着自身,发生着变更;由于直流电机具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,因此在工业场合应用广泛;近代,随着生产技术的发展,对电气传动在起制动、正反转以及调速能力、静态特性和动态响应方面都提出了更高的要求,所以计算机控制电力拖动控制系统已成为计算机应用的一个重要内容;直流调速系统在工农业生产中有着更为广泛的应用;随着计算机技术和电力电子技术的飞速发展,两者的有机结合使电力拖动控制技术产生了新的变化;电力电子技术、计算机技术和直流拖动技术的组合是技术领域的交叉,具有广泛的应用前景;有不少的研究者己经在用DSP作为控制器进行研究;直流调速控制系统的控制方法经历了机械式的、双机组式的、分立元件电路式的、集成电路式的、单片机式的发展过程;随着数字信号处理器DSP的出现,给直流调速控制提供了新的手段和方法;将计算机技术的最新发展成果运用在直流调速系统中,在经典控制的基础之上探讨一种新的控制方法,为计算机技术在电力拖动控制系统中的应用做些研究性的工作;用计算机技术实现直流调速控制系统,计算机的选型很多;经过选择,选取DSP芯片作为控制器;直流调速系统的内容十分丰富,有开环控制系统,有闭环控制系统；有单闭环控制系统,有双闭环控制系统和多闭环控制系统；有可逆调速系统,有不可逆调速系统等9;开展本课题研究的控制对象是闭环直流调速系统；研究的目的是利用计算机硬件和软件发展的最新成果,对控制系统升级进行研究；研究工作是在对控制对象全面回顾总结的基础上,重点对控制部分展开研究,它包括对实现控制所需要的硬件和软件环境的探讨,控制策略和控制算法的探讨等内容;目前,对于控制对象的研究和讨论很多,有比较成熟的理论,但实现控制的方法和手段随着技术的发展,特别是计算机技术的发展,不断地进行技术升级;这个过程经历了从分立元件控制,集成电路控制和单片计算机控制等过程;每一次的技术升级都是控制系统的性能有较大地提高和改进;随着新的控制芯片的出现,给技术升级提供了新的可能;电机控制是DSP应用的主要领域,随着社会的发展以及对电机控制要求的日益提高,DSP将在电机控制领域中发挥越来越重要的作用;课题研究的目的及意义长期以来,直流电机一直占据着速度控制和位置控制的统治地位;由于它具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,高质高效的平滑运转的特性,尽管近年来不断受到其它电动机的挑战,但到目前为止,就其性能来说仍无其它电动机可比;在控制系统的构成上,本课题对硬件电路进行了设计,而这个硬件系统具有一定的通用性,也即可以将它作为一个硬件平台,在其它过程控制中应用;另外,由DSP的特点量身订做,可以在其它的控制系统中根据不同的要求进行外围电路的设计,进而来构成硬件系统,这样既便于设计思想的物化,又使得设计系统更加紧凑,不浪费资源;本直流电机控制系统采用经典的数字增量式PID控制算法,在本文中对数字增量式PID控制的理论、设计和实现进行了较为详细的论述; 课题研究的现状近些年来,随着现代电力电子技术、控制技术和计算机技术的发展,电机的应用技术也得到了进一步的发展,新产品、新技术层出不穷;除了人们己经熟悉的普通电机外,许多不同用途的特种电机也不断问世,如广泛应用于办公设备的无刷直流电机和高精度的步进电机、用于照相机的超声波电机、用于心脏血液循环系统的微型电机等等;另一方面,由于应用了电力电子技术,电机的控制技术变得更加灵活,效率也更高,如变频器控制的异步电机及伺服系统即是典型的例子1;在实际中,电机应用已由过去简单的起停控制、提供动力为目的应用,上升到对其速度、位置、转矩等进行精确的控制,使被驱动的机械运动符合预想的要求;例如在工业自动化、办公室自动化和家庭住宅自动化方面使用大量的电机,几乎都采用功率器件进行控制,将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动;这种新型控制技术己经不是传统的“电机控制”或“电气传动”而是“运动控制”;运动控制使被控机械实现精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制,以及这些被控机械量的综合控制;因此现代电机控制技术离不开功率器件和电机控制器的发展5;电机的控制器经历了从模拟控制器到数字控制器的发展;由于模拟器件的一些参数受外界因素影响较大,并且它的精度也差;所有这些都使得模拟控制器的可重复性比较差,控制效果不理想,因此调速电机的控制器逐渐朝数字化方向发展;数字控制器与模拟控制器相比较,具有可靠性高、参数调整方便、更改控制策略灵活、控制精度高、对环境因素不敏感等优点;随着现有的工业电气传动、自动控制和家电领域对电机控制产品需求的增加用户也不断提高对电机控制技术的要求5;总是希望能在驱动系统中集成更多的功能,达到更高的性能;许多设备试图使用8位或是准16位的微处理器实现电机的闭环控制,然而它们的内部体系结构和计算功能都阻碍了这一要求的实现;例如,在很多领域如工业、家电和汽车,用户希望使用效率高且去掉霍尔效应传感器的电机;这种电机的控制可以通过使用先进的电机控制理论、采用高效的控制算法来实现;但是这可能超出上述微处理器的计算能力;使用高性能的数字信号处理器DSP来解决电机控制器不断增加的计算量和速度需求是目前较为普遍的做法;将一系列外围设备如模数转换器A/D、脉宽调制发生器PWM和数字信号处理器DSP集成在一起,就获得一个既功能强大又非常经济的电机控制专用的DSP芯片;近年来,各种集成化的一单片DSP的性能得到很大的改善,软件和开发工具越来越多,越来越好,价格却大幅度降低;低端产品的价格已接近单片机的价格水平,但却比单片机具有更高的性能价格比;越来越多的单片机用户开始选用DSP器件来提高产品性能,DSP器件取代高档单片机的时机己成熟13;首先,与单片机相比,DSP器件具有较高的集成度;DSP具有更快的CPU,更大容量的存储器,内置有波特率发生器和FIFO缓冲器,提供高速、同步串口和标准异步串口;有的片内集成了A/D和采样/保持电路,可提供PWM输出;更为不同的是,DSP器件为精简指令器件,大多数指令都能在一个周期内完成,并且通过并行处理技术,使一个指令周期内可完成多条指令;同时DSP采用改进的哈佛结构,具有独立的程序和数据空间,允许同时存取程序和数据;又配有内置高速硬件乘法器、多级流水线,使DSP 器件具有高速的数据计算能力;而单片机为复杂指令系统计算机CISC,多数指令要2-3个指令周期来完成;单片机采用冯.诺依曼结构,程序和数据在同一空间存取,同一时刻只能单独访问指令和数据、ALU只能做加法,乘法需要由软件来实现,因此占用较多的指令周期,也就是说速度比较慢;所以,结构上的差异使DSP器件比准16位单片机单指令执行时间快8-10倍,完成一次乘法运算快16-30倍;DSP器件还提供了高度专业化的指令集,提供了FFT快速傅立叶变换和滤波器的运算;此外,DSP器件提供了JTAG Joint Test Action Group接口,具有更先进的开发手段,批量生产测试更方便;其次,基于DSP芯片制造的电机控制器可以降低对传感器等外围器件的要求;通过复杂的算法达到同样的控制性能,降低成本,可靠性高,有利于专利技术的保密;现在各大DSP生产厂家都推出自己的内嵌式DSP电机控制专用集成电路;如占DSP市场份额45%的美国德州仪器公司,凭借自己的实力,推出了电机控制器专用DSP--TMS320C24x;新的TMS320C24x DSP采用TI公司TMS320C2xLP16位定点DSP核,并集成了一个电机事件管理器,后者的特点是可以最佳方式实现对电机的控制;该器件利用TI的可重用DSP核心技术,显示出TI的特殊能力一通过在单一芯片上集成一个DSP和混合信号外设件,制造出面向各种应用的DSP方案;TMS320C24x作为第一个数字电机控制器的专用DSP系列,可支持用于电机控制的指令产生、控制算法处理、数据交流和系统监控等功能;集成的DSP核、最佳化电机控制器事件管理器和单片式A/D设计等诸多功能块加在一起,就可以提供一个单芯片式数字电机控制方案;系列中的TMS320LF2407包括一个30MIPSDSP核、两个事件管理器、32位的中央算术逻辑单元、多达16通道的IO位A/D转换器、64K的I/0空间和一个32K字的闪速存储器,它利用TMS320的定点DSP软件开发工具和JTAG仿真支持,可使电机控制领域的研发人员方便地调试控制器和脱机使用;第三,DSP运算速度快,控制策略中可以使用先进的实时算法,如自适应控制、卡尔曼滤波、状态预估等,大大提高控制系统的品质;而且DSP 控制软件可用C语言或汇编语言编写或者二者嵌套使用;因此采用DSP 芯片制造的电机控制器便于用户的调试和应用;最后,在越来越多的场合,如电动汽车、纺织行业、水泵变频调速系统等,他们往往是规模比较大,时序、组合逻辑都很复杂的情况,这时如果同时运用DSP芯片和一些其它的可编程逻辑器件可以大大减小系统的体积、提高系统运算能力,实现复杂的实时控制;课题研究的内容本文主要研究基于DSP的直流电机控制系统,通过控制算法和调速方法的分析,利用电机调速、DSP芯片控制、上位机通信、按键模块等的基本原理及相关知识,实现对电机的速度控制;整个系统的基本思想就是利用DSP内部资源产生可控制的脉冲控制整流电压,改变串入主回路中的直流电动机的电磁转矩,实现电动机的转速调节;研究内容包括如下：1电机控制系统功能实现的分析；2控制算法与调速方法的分析与设计；3电机驱动、电源模块、按键模块、测速、显示模块的硬件设计与实现；4系统主程序、按键扫描、控制算法、测速、电机速度控制等程序的分析、设计与实现；5电机控制系统整机测试与实现；第2章系统总体设计系统的组成由图2-1可知,该设计包含DSP控制单元、功率驱动单元、检测单元、显示单元、通信单元五个部分;DSP控制单元：对来自上位机的给定信号和来自传感器的反馈信号按一定的算法进行处理,输出相应的PWM波,经过光电隔离部分,送给功率驱动单元；功率驱动单元：对来自DSP控制器的PWM信号进行功率放大后送给直流电动机的电枢两端,驱动电机与负载；速度检测单元：采集电机的速度信息,并送给主控制器；显示单元：将采集到的电机转速信息予以显示；通信单元：负责主控制器与上位机及外设的信息交换;图2-1 系统总体框图2. 2 DSP芯片选择直流电机的调速控制系统一般采用电机专用微处理器,其种类主要包括复杂指令集CISC处理器如工NTEL196MX系列单片微控制器,精简指令集RISC如日立公司SH704x系列单片微控制器,哈佛结构DSP处理器如TI公司T145320F24X系列DSP;一般用于直流电机控制的徽处理器性能要满足以下几个方面：1指令执行速度；2片上程序存储器、数据存储器的容量及程序存储器的类型；3乘除法、积和运算和坐标变换、向量计算等控制计算功能；4中断功能和中断通道的数目；5用于PWM生成硬件单元和可实现的调制范围以及死区调节单元；6用于输入模拟信号的A/D转换器；7价格及开发环境;DSP一般采用哈佛或者改进的哈佛结构,程序空间和数据空间分离,程序的数据总线和地址总线分离,数据的数据总线和地址总线分离;这种结构允许同时访问程序指令和数据,在同一机器周期里完成读和写,并行支持在单机器时钟内同时执行算术、逻辑和位处理操作,极大地提高了执行速度,并且电机控制专用DSP具备丰富的设备和接口资源;TI公司的TMS320系列DSP芯片是目前最有影响、最为成功的数字信号处理器,其产品销量一直处于国际领先地位,是公认的世界DSP霸主;本论文选择了TI公司的TMS320LF2407DSP作为直流电机控制系统的微处理器;TMS320LF2407 DSP 控制器介绍TMS320LF2407 DSP是专为数字电机控制和其它控制系统而设计的;是当前集成度最高、性能最强的运动控制芯片;不但有高性能的C2XX CPU 内核,配置有高速数字信号处理的结构,且有控制电机的外设;它将数字信号处理的高速运算功能,与面向电机的强大控制功能结合在一起,成为传统的多微处理器单元和多片系统的理想替代品12;TMS320LF2407的片内外设模块包括：事件管理模块EV、数字输入/输出模块I/O、模数转换模块ADC、串行外设模块SPI、串行通信模块SCI、局域网控制器模块CAN;1事件管理器EVA和EVBTMS320LF2407提供两个事件管理器EVA和EVB模块,每个模块包含两个通用GP定时器、3个全比较/PWM单元、3个捕获单元和一个正交编码脉冲电路;事件管理器位用户提供了众多的功能和特点,在运动控制和电机控制中特别有用;通用定时器：LF2407共有4个通用定时器,每个定时器包括：一个16位的定时器增/减计数的计数器TxCNT；一个16位的定时器比较寄存器TxCMPR；一个16位的定时器周期寄存器TxPR；一个16位的定时器控制寄存器TxCON；可选择的内部或外部输入时钟;各个GP定时器之间可以彼此独立工作或相互同步工作;与其有关的比较寄存器可用作比较功能或PWM波形发生;每个GP定时器的内部或外部的输入时钟都可进行可编程的预定标,它还向事件管理器的子模块提供时毕;每个通用定时器有4种可选择的操作模式：停止/保持模式、连续增计数模式、定向增/减计数模式、逢续增/减计数模式;当计数器值和比较寄存器值相等时,比较匹配发生,从而在定时器的PWM输出引脚TxPWM/TxCMP上产生CMP/PWM 脉冲,可设置控制寄存器GPTCON中的相应位,选择下溢、比较匹配或周期匹配时自动启动片内A/D转换器;比较单元：LF2407有6个比较单元,每个EV模块有3个;每个比较单元又有两个相关的PWM输出,比较单元的时基由通用定时器1 EVA模块和通用定时器3 EVB模块提供;每个比较单元和通用定时器1或通用定时器3,死区单元及输出逻辑可在两个特定的器件引脚上产生一对具有可编程死区以及输出极性可控的PWM输出;在每个EV模块中有6个这种与比较单元相关的PWM输出引脚,这6个特定的PWM输出引脚可用于控制三相交流感应电机和直流无刷电机;由比较方式控制寄存器所控制的多种输出方式能轻易地控制应用广泛的开关磁阻电机和同步磁阻电机;捕获单元：捕获单元被用于高速I/O的自动管理器,它监视输入引脚上信号的变化,记录输入事件发生时的计数器值,即记录下所发生事件的时刻;该部件的工作由内部定时器同步,不用CPU干预;LF2407共有6个捕获单元,CAP1,CAP2,CAP3可选择通用定时器1或2作为它们的时基,但CAP1和CAP2一定要选择相同的定时器作为它们的时基;CAP4,CAP5,CAP6可选择通用定时器3或4作为它们的时基,同样CAP4和CAP5也一定要选择相同的定时器作为它们的时基;每个单元各有一个两级的FIFO缓冲堆栈;当捕获发生时,相应的中断标志被置位,并向CPU发中断请求；若中断标志己被置位,捕获单元还将启动片内A/D转换器;正交编码脉冲QEP单元：常用的位置反馈检测元件为光电编码器或光栅尺,它直接将电机角度和位移的模拟信号转换为数字信号,其输出一般有相位差为90°的A、B两路信号和同步脉冲信号C;A、B两路脉冲可直接作为LF2407的CAP1/QEP1和CAP2/QEP2引脚的输入;正交编码脉冲电路的时基由通用定时器2或通用定时器4提供,但通用定时器必须设置成定向增/减计数模式,并以正交编码脉冲电路作为时钟源;2数字输入/输出模块I/ODSP器件的数子输入/输出引脚均为功能复用引脚;即这些引脚既可作为通用I/O功能双向数据输入/输出引脚,也可作特殊功能PWM输出、捕获输入、串行输入输出等引脚;数子I/O模块负责对这些引脚进行控制和设置;两种功能的选择由I/O复用控制寄存器MCRx,x=A,B,C来控制;当引脚作为通用I/O时,由数据和方向控制寄存器PxDATDIR,x=A,B,C,D,E,F指出各I/O引脚的数据方向输入还是输出和当前引脚对应的电平高或低;读通用I/O引脚的电平或向引脚输出电平,实际上是对相应的寄存器PxDATDIR进行读写操作;3模数转换器ADC模块在自动控制系统中,被控制或被检测的对象,如温度、压力、流量、速度等都是连续变化的物理量,通过适当的传感器如温度传感器、压力传感器、光电传感器等将他们转换为连续变化的电压或电流即模拟量;模数转换器ADC就是用来讲这些模拟电压或电流转换成计算机能够识别的数字量的模块;TMS320LF2407期间内部有一个10为的模数转换器ADC;该模块能够对16个模拟输入信号进行采样/保持和A/D转换,通道的转换顺序可以编程选择;4串行通信接口SCI模块2407器件的串行通信接口SCI模块是一个标准的通信异步接收/发送UART可编程串行通信接口;SCI支持CPU与其他异步串口采用标准不返回零NRZ模块进行异步串行数字通信;SCI有空闲线和地址位两种多处理器通信方式；两个输入/输出引脚：SCIRXDSCI接收数据引脚和SCITXDSCI发送数据引脚；SCI通过一个16位的波特率选择寄存器,可编程选择64K种不同速率的波特率;SCI支持半双工和全双工操作,发送器和接收器的操作可以通过中断或转换状态标志来完成;5串行外设接口SPI模块串行外设接口SPI模块是一个高速同步串行输入/输出I/O口,它能使可编程长度1—16位的串行位流以可编程的位传输速率输入或输出器件;SPI可作为一种串行总线标准,以同步方式实现两个设备之间的信息交换,即两个设备在同一时钟下工作;SPI通常用于DSP控制器与外部设备或其他控制器之间的通信,用SPI可以构成多机通信系统,SPI还可以作为移位寄存器、显示驱动器和模数转换器ADC等器件的外设扩展口;6CAN控制器模块LF24xx系列DSP控制器作为第一个具有片上CAN控制模块的DSP芯片,给用户提供一个设计分布式或网络化运动控制系统的无限可能;CAN总线是一种多主总线,通信介质可以是绞线、同轴电缆或光导纤维,通信速率可达1 Mbps,通信距离可达10km;CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码,使网络内的节点个数在理论上不受限制;由于CAN 总线具有较强的纠错能力,支持差分收发,因而适合高干扰环境,并具有较远的传输距离;2407的CAN控制器模块是一个16位的外设模块,支持CAN2. 0B协议;CAN模块有6个邮箱MBOX0—MBOX5；有用于0,1,2和3号的邮箱的本地屏蔽寄存器和15个控制/状态寄存器;CAN模块既有可编程的位速率、中断方式和CAN总线唤醒功能；自动回复远程请求；自动再发送功能在发送时出错或仲裁是丢失数据的情况下；总线出错诊断和自测模式; 硬件方案论证测速传感器的选择方案一：使用测速发电机,输出电动势E和转速n成线性关系,即E=kn,其中k是常数;改变旋转方向时,输出电动势的极性即相应改变;方案二：采用霍尔传感器,霍尔元件是磁敏元件,在被测的旋转体上装一磁体,旋转时,每当磁体经过霍尔元件,霍尔元件就发出一个信号,经放大整形得到脉冲信号,送运算;方案三：在电机的转轴上套一码盘,利用光电对管测脉冲,每转一圈OUT端输出若干个脉冲;本设计中码盘每转一圈,输出4个脉冲经比较,方案一中的测速放电机安装不如方案二中霍尔元件安装方便,并且准确率也没方案二的高,并且方案二不需A/D转换,直接可以被DSP接收;但方案二的霍尔传感器的采购不是很方便,故采用方案三,它具有方案二的几乎所有的优点;方案三中可以采用定时的方法：是通过定时器记录脉冲的周期T,这样每分钟的转速：M=60/4T=15/T;0也可以采用。
基于DSP的电力系统故障录波器的数据采集与传输研究的开题报告
基于DSP的电力系统故障录波器的数据采集与传输研究的开题报告一、选题背景及意义随着电力系统的发展，电力系统的安全稳定性越来越受到人们的关注。
在电力系统运行中，故障是无法避免的，因此及时有效的故障检测对于电力系统的安全稳定运行至关重要。
故障录波器是一种用于记录电力系统故障信息的仪器。
随着科技的发展，电力系统故障录波器已经从最初的机电式记录方式发展到数字化、自动化的记录方式。
DSP（数字信号处理器）作为数字化信号处理的重要手段，在电力系统中得到了广泛的应用。
基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输技术的研究，将有助于提高电力系统故障检测的精度和效率。
二、研究内容本文将研究基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输技术，具体内容包括：1. DSP的基本原理及应用；2. 故障录波器的基本原理及结构；3. DSP在故障录波器中的应用；4. 数据采集与传输技术的实现；5. 实验验证与结果分析。
三、研究方法本文将采用实验研究方法，包括理论分析和实验验证两部分。
理论分析将主要集中于DSP的基础原理及应用、故障录波器的基础原理及结构、数据采集与传输技术的基本原理。
实验验证将主要针对数据采集与传输技术的实现和传输效果进行实际测试和分析。
四、研究预期成果本文将完成基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输技术的研究，采用实验验证方法，将得到基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输的关键技术、系统结构和设计方案，并进行实验验证。
预期成果包括：1. 基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输技术设计方案；2. 基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输系统的实验平台；3. 基于DSP的电力系统故障录波器数据采集与传输系统的实验验证结果。
五、预期进度安排本文预计的时间进度安排如下：1. 第一阶段（一个月）：完成基础理论的学习和梳理，撰写开题报告；2. 第二阶段（两个月）：完成系统设计和算法实现；3. 第三阶段（一个月）：进行实验验证和数据分析；4. 第四阶段（一个月）：完成论文撰写和论文答辩准备。
基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究
基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究一、本文概述随着科技的快速发展和工业领域的日益进步，永磁同步电机（PMSM）因其高效率、高功率密度以及良好的调速性能，在工业自动化、电动汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。
永磁同步电机的控制策略复杂，需要精准的控制算法以实现其性能优化。
在此背景下，基于数字信号处理器（DSP）的永磁同步电机矢量控制系统成为了研究的热点。
本文旨在探讨基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的设计与实现。
文章将介绍永磁同步电机的基本原理和控制策略，为后续研究提供理论基础。
将详细阐述基于DSP的矢量控制系统的硬件和软件设计，包括DSP的选择、外围电路设计、控制算法的实现等。
文章还将探讨矢量控制算法的优化，以提高永磁同步电机的运行效率和稳定性。
通过本文的研究，期望能够为永磁同步电机矢量控制系统的设计与实践提供有益的参考，推动永磁同步电机在实际应用中的性能提升，为工业领域的发展做出贡献。
二、永磁同步电机的基本理论永磁同步电机（PMSM）是一种利用永磁体产生磁场的同步电机。
与传统的电励磁同步电机相比，PMSM省去了励磁线圈和相应的励磁电源，因此结构更为简单，效率更高。
PMSM的理论基础主要涉及电机学、电磁场理论和控制理论。
在电机学方面，PMSM的运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。
电机通过定子电流与转子永磁体产生的磁场相互作用，实现电能与机械能的转换。
定子的三相电流在电机气隙中产生旋转磁场，该磁场与转子上的永磁体磁场相互作用，从而产生转矩，驱动电机旋转。
在电磁场理论方面，PMSM的设计和优化需要考虑电磁场分布、绕组设计、磁路设计等因素。
通过合理的电磁设计，可以提高电机的效率、降低损耗、提高转矩密度和动态性能。
控制理论在PMSM的运行中起着至关重要的作用。
矢量控制（也称为场向量控制）是一种先进的控制策略，它通过独立控制电机的磁通和转矩，实现了对PMSM的高性能控制。
矢量控制将定子电流分解为励磁分量和转矩分量，通过调节这两个分量的大小和相位，可以实现对电机转速、转矩和功率的精确控制。
基于DSP的电力参数高精度测量装置的设计
信等 技术 的飞速 发展 ， 电能 质量 监测 势 必会 朝着 智能 化 、 数字 化和 网络 化 的方 向发展 ＿ 。 】 ］
顺 应 电能 质量 监 测 的 发 展 新 趋 势 ， 数 字 信 号 处 理 技 术 为 核 心 ， 用 快 速 傅 里 叶 变 换 （ ａ ｔＦ ｕｉｒ 以 采 Ｆ ｓ ｏ ｒ ｅ Ｔｒｎ ｆｒ Ｆ Ｔ） 法 程序 进行 数据 处理 ， 高采 样数 据 的计算 效 率 ， 电能质量 监测 符合 当今 技术 发 展 的 ａ ｓｏｍ， Ｆ 算 提 使
关 键 词 ：ＤＳ Ｐ；ＦＦ Ｔ；谐 波 分 析 ；同步 采 样 中图分类号 ： ＴＭ９ ３ ２ ３ ． 文献标志码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ Ｐ— ｓ ｄ Ｅｌ ｃ ｒｃ Ｐａ ａ ｔ ｒ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｎ ｖ ｃ ｆ Ｈｉ ｈ Ｐｒ ｃ ｓｏ ｓｇ ｆＤＳ Ｂａ ｅ ｅ ｔ ｉ ｒ ｍｅ ｅ ａ ｕ ｉ ｇ Ｄｅ ｉ ｅ ｏ ｇ ｅ ｉｉ ｎ
文 章 编 号 ：６ ４５ ４ （ ０ ２ ０ — ０ ９０ １ ７ —９ ９ ２ １ ） ２０ ６ —５
基 于 ＤＳ Ｐ的 电力 参数 高精 度 测 量 装 置 的设计
贝 兆或 ， 陈 鸣好
（ 海船 舶运 输科 学研 究所 军品 分 所 ，上 海 ２ ０ ３ ） 上 ０ １ ５
摘
要 ： 了能够准确 、 为 高速 地 测 量 和 采 集 各 种 电力 参 数 ， 以数 字 信 号 处 理 技 术 为 核 心 ， 用 快 速 傅 里 叶 变 换 算 法 利
设 计 研 发 了一 套 电压 电 流信 号 处 理 装 置 。该 装 置 可 实 现 对船 舶 电 站 的 电压 、 电流 、 率 、 功 功 率 、 功 功 率 、 率 频 有 无 功
基于DSP的交流不间断电源的研究精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版基于DSP的交流不间断电源的研究摘要UPS全称是Uninterruptible Power Supply，它不仅仅可以提供高质量的电力，还可以确保电力不间断地供应。
它是一种不能缺少的计算机辅助设备之一，在许多领域得到了广泛的应用。
UPS的技术特性是最好的，运用也是最为广泛的。
随着其他高特性控制芯片的不断出现，UPS的数字化控制也即将成为一种新的发展趋势。
本文着重于研究数字化的交流UPS。
本文第二章对全文起到了一个总结的作用，首先阐述了UPS的工作原理，其次概况了DPS芯片的特性特征，然后说明了各个引脚对电源模块的接口和控制作用。
第三章介绍了整流滤波电路设计，校正后的功率因数会极大增强，也会减少对电网的干扰作用，以消除谐波。
第四章介绍了逆变器的控制。
关键词：UPS，不间断电源第1章绪论1.1 UPS研究的背景与意义现如今，电子技术和信息科技飞速发展，各类型的配电设备不断涌现,大部分电气设备用于非线性负载，这些设备从网络中获得各种形式的电流和电压，导致电源网络产生相当大的谐波污染。
从而影响供电的质量水平。
比如学校、医院，公路，隧道，图书馆等公共事业单位，对供电的质量要求极高。
而一些特殊的电力设备，比如数据中心，服务站，通信基站等不仅要求不间断供电，且对电源信号的电压，幅度等技术参数有精准的要求，以确保供电设备的正常运行[1]。
UPS不间断电源是指Uninterruptible Power Supply，简称UPS。
这是一种设备，在发生电气异常时，可将电力连续输入电网系统，以确保不会中断。
因为UPS能够持续提供稳定、不间断的电能，因此被广泛地运用于信息的采集、传送、存储、处理等各环节。
一般来说，当城市停电时，UPS电池可以继续在设备上工作5-15分钟，在此期间，启动备用发电机或关闭电气设备就足够了。
在UPS供电系统中，通过结合优质逆变器和精确的数字控制方法，UPS在一定程度上解决了频率不稳定、电压波、峰值电压、电压不足等问题。
基于DSP的交错并联双向DCDC变换器研究的开题报告
基于DSP的交错并联双向DCDC变换器研究的开题报告一、研究背景随着现代电子技术及各种电子设备的广泛应用，直流电源的需求不断增加。
尤其在移动电源和电动车等领域，要求电源体积小、重量轻、转换效率高、运行稳定以及电池管理等特殊的功能，因此双向DCDC变换器得到了广泛的应用。
传统的双向DCDC变换器结构为转移时间长，无法满足工业应用的快速响应、智能管理的要求，而基于DSP技术的交错并联双向DCDC变换器可以通过数字化控制实现精确的电压、电流调节和快速响应等功能，因此对于电子产品的高效、智能和小型化发展具有重要意义。
二、研究内容和研究方法1. 研究内容本研究主要针对基于DSP技术的交错并联双向DCDC变换器实现精确电压、电流调节和快速响应等功能，具体研究内容如下：（1）分析交错并联双向DCDC变换器的基本原理和传统控制方法。
（2）研究DSP控制器的特性及控制方法，并设计相应的控制算法。
（3）通过MATLAB/Simulink软件建立交错并联双向DCDC变换器的模型进行仿真分析，评估控制算法的性能。
（4）实现基于DSP技术的交错并联双向DCDC变换器的硬件电路，并进行调试与测试。
（5）在实际应用环境下进行测试，并对实验结果进行分析和总结。
2. 研究方法本研究采取以下方法：（1）文献资料法：通过查阅国内外相关文献和资料，全面了解交错并联双向DCDC变换器的基本原理和控制技术。
（2）仿真分析法：利用MATLAB/Simulink软件建立交错并联双向DCDC变换器的仿真模型，对不同的控制算法进行分析和评估。
（3）实验研究法：设计实际硬件电路，通过对实验数据进行分析和总结，验证和确认交错并联双向DCDC变换器的性能和实用价值。
三、研究意义和研究成果1. 研究意义（1）基于DSP技术的交错并联双向DCDC变换器可以实现数字化控制，具有精准的电压、电流调节和快速响应，满足工业应用的要求。
（2）研究交错并联双向DCDC变换器的控制算法，有利于提高电子产品的能效和可靠性，推进数字化控制技术的发展。
DSP原理与应用实验2DSP 数据存取实验
课程名称DSP原理与应用
实验序号实验2
实验项目DSP 数据存取实验实验地点
实验学时实验类型
指导教师实验员
专业班级
学号姓名
年月日
1、装载程序memory.out，进行调试。
运行到main 函数入口：
2、修改程序区的存储单元：
修改前：
此时入口地址为10801200，数据地址为01BCD4F6
修改中：
注意：修改前面的入口地址之后，一定要重新设置数据存储地址修改后：
当前语句被改成了“NOP”。
将地址0x10801200 上的数据改回0x01BCD4F6，程序又恢
复成原样。
3、断点调试：
（1）、运行到第一个断点：
我们可以memory 窗口中从0x80000080 开始的16 个单元的值被写入0x00000000 到0x0000000。
（2）、运行到第二个断点：
我们可观察到memory 窗口中从0x80000100 开始分16 个单元中的值被均被写入0x00001234。
（3）、运行到第三个断点：
我们可以观察到0x80000080 开始的16 个单元的值复制到以0x80000100 开始的16 个单元，数据发送了变化，因此数据颜色变为红色。
探讨DSP在电力系统中的应用
探讨DSP在电力系统中的应用电力系统是一个庞大的、瞬变的多输入输出的系统，为了保证其安全运行，需要实时地监视各节点的运行状况，及时发现电力系统的不正常状态及故障状态通知运行人员，或快速地进行控制和处理。
这要求在电网各节点都要有数据采集单元，将测得的电力系统运行参数转化为数字量，进行分析和控制就地解决问题，或者通过远方通信送往调度中心进行处理。
为了适应现代电力系统的要求，引进了先进的DSP技术。
一、DSP技术概述DSP（Demand-Side Platform），就是需求方平台。
这一概念起源于网络广告发达的欧美，是伴随着互联网和广告业的飞速发展新兴起的网络广告领域。
它与Ad Exchange和RTB一起迅速崛起于美国，已在全球快速发展，2011年已经覆盖到了欧美、亚太以及澳洲。
在世界网络展示广告领域，DSP方兴未艾。
DSP传入中国，讯端作为DSP平台。
迅速成为热潮，成为推动中国网络展示广告RTB 市场快速发展的动力之一。
DSP是数字信号处理的简称，它是一门涉及电子学、计算机、应用数学等许多学科且广泛应用于许多领域的新兴技术。
数字信号处理是利用计算机或专用设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。
它的理论基础涉及众多的学科，范围及其广泛，在数字领域控制系统，通信领域，人工智能等方面与数字信号处理都密不可分。
DSP技术的实现主要基于DSP芯片。
DSP芯片是基于超大规模集成电路技术和计算机技术发展起来的一种高速专用微处理器，有强大的运算功能和高速的数据传输能力，能方便地处理以运算为主的不允许时延的实时信号，有独具一格的逆寻址方式，能高效地进行快速傅立叶变换运算，它采用内存映射方式管理I/O，能灵活方便地扩充外围电路。
DSP芯片在制作上采用超大规模集成电路生产技术，工艺由当初的3umNMOS改进为现在的25umNMOS，将中央处理器（CPU）、程序寄存器、数据寄存器和硬件乘法器、累加器、移位器、地址发生器集成在同一芯片上。
DSP与CPLD的智能变电站电网IED设计
数 据 传 输 到 上位 机 ， 上 位 机 打 包 之 后 通 过 Ｔ Ｐ Ｉ 递 在 Ｃ ／Ｐ传
给监控 中心 。
ＩＣ １５ Ｅ ６ ８ ０协 议 的 描 述 ，Ｅ 检 测 设 备 位 于 间 隔 层 和 过 程 ＩＤ 层 。其 中 ， 责 存 储 测 量 数 据 、 行 电 网 数 据 分 析 和 诊 断 负 进
架 构和 软 件 流 程 。 着 重 阐 述 了“高速 Ａ／ Ｄ转 换 器 ＋ Ｃ Ｌ 在 信 号 采 集 过 程 中 的优 势 ， Ｐ Ｄ” 以及 多路 信 号如 何 通 过 Ｃ Ｌ 被 ＰＤ
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集 计 算 和实时 监 测带 来 了很 大 的麻 烦 。为 了解 决 这 一 问 题 。
Hale Waihona Puke 引 言 随着 新技 术 的不 断 发展 ， 字 化 变 电站 正 在 兴 起 。在 智 数 能 电网规 划 的推 动 下 ， 来 数字 化 变 电 站将 成 为 新 建 变 电 站 未 的主 流 。众所 周 知 ， 电网 信 号 量 极 多且 相 关 性 很 强 ， 给 采 这
关键 词 ：智 能 变 电 站 ；Ｅ ＴＭＳ ２ Ｆ ８ ２； ＰＬ Ｆ Ｔ Ｉ Ｄ； ３ ０ ２ １ Ｃ Ｄ； Ｆ
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基于DSP的电气数据分析应用
【摘要】随着工业的快速发展，电气信息的获取成为产品设计的主要组成部分，本文利用MATLAB Link for Code Composer Studio，进行DSP算法移植，最终实现通过摄像头采集电气参数图像信息，显示器显示电气参数图像的曲线拟合结果。
能有效提升读图的精度与速度，缩短开发周期，降低开发门槛，优化开发过程，整个系统易于手持使用，特别是在工业现场可以直接使用，在实际工程项目中有着极佳的使用前景。
【关键词】图形处理；DSP；MATLAB；电气参数
一、序言
随着电气产业的日益普及和广泛使用，在电气产品设计过程中，如何精确选型避免过设计，成为电子电器产品规划、设计、销售人员越来越关注的问题。
同时当今是信息化社会，图像是电子电器行业获取信息的最重要的来源之一。
本文提出结合MATLAB来开发DSP系统的思想，阐述了实现该思想的两种工具，并详细介绍了使用MATLAB Link for Code Compo-ser Studio辅助DSP设计的相关内容，包括其功能特点、实现方式、工作原理等。
最后结合典型的FIR滤波器实例，探讨了使用该工具的方法，并设计了图形用户界面。
结果表明应用MATLAB 辅助开发DSP系统可以发挥二者的优势，缩短开发周期，降低开发门槛，优化开发过程。
二、具体分析
1.总体思路
数字信号处理（Digital Signal Proc-essing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
MATLAB具有强大的计算、分析和可视化功能，但MATLAB语言是解释执行的，执行速度较慢；而DSP是为了完成实时数字信号处理任务而设计的，算法的高效实现是DSP器件的显著特点，但是其开发门槛高[1]。
如果能把MATLAB和DSP开发工具结合在一起，取长补短，相辅相成，将是DSP设计人员梦寐以求的一种新的开发思想。
MATLAB Link for Code Composer Studio可以实现这一要求。
本文利用matlab的图形处理功能[2][3]，找出图形上的点代表的坐标，并根据坐标轴的数值范围，确定图形上的点代表的X、Y数值。
对图形上点所对应的X、Y值，做多项式拟合，计算出在坐标轴的数值范围内X、Y。
令数值的方程Y=f（X）。
利用MATLAB Link for Code Composer Studio，进行DSP算法移植，最终实现通过摄像头采集电气参数图像信息，显示器显示电气参数图像的曲线拟合结果。
2.实施方法
（1）功能划分及逻辑框图
系统按功能可分为电源模块、视频切换、存储器模块、DSP、视频输入模块、视频输出模块六个部分。
（2）关键技术点
由于SDRAM在PCB板上的布局、布线属高速数字信号设计，设计过程与低速电路不同，需要考虑电路中的反射、串扰、电磁干扰等现象，其设计的好坏直接影响系统性能，甚至使系统失效，所以该部分设计为系统硬件电路设计关键点之一；针对该问题，在设计过程中要遵循一些基本的高速信号设计规则，DSP 至SDRAM的数据线与地址线作等长布线，PCB设计完成后，进行性能仿真。
电源设计：该系统的电源模块主要由开关电源（BUCK）、线性电源组成，开关电源外围器件（如储能电感、续流二极管等）的选择、布局、走线，决定了电源模块的稳定性和EMC性能，所以该模块设计为系统硬件电路设计关键点之一；针对该问题，在设计过程中要遵循环路面积最小原则，并注重散热结构设计。
（3）关键元器件选型分析
（a）DSP：采用高性能数字多媒体处理器TMS320DM642，最高主频可达720MHz。
（b）Flash：选用SPANSION S29GL128S-90TF102，128Mbit FLASH芯片。
（c）SDRAM：根据算法要求，每个摄像头在SDRAM中存放4帧数据，本设计采用1片ISSI生产的IS42S32800B（256-Mbit）。
（d）LM22676：该系统控制器在短时间耐电压测试过程中，电压值为24V，控制器工作电流≤1A。
根据以上参数，可选择开关电源LM22676。
三、工作实例分析
1.工作流程
（1）视频信号通过摄像头采集；
（2）采集信号通过视频解码传给DSP处理；
（3）对采集的图像进行灰度、二值化处理、边缘提取、滤波等一系列算法处理；
（4）利用上述算法对处理后的图像进行电气参数图形提取；
（5）对提取的电气参数图形进行多项式拟合[4]；
（6）通过显示器，件拟合的结果显示，以备后续设计开发使用。
至此，电气参数图中信息被matlab读出，转换成函数关系方便后续工程上使用。
经过验证，计算得出的数值和原图符合。
2.细节分析
（1）使用多项式拟合矩阵DL和矩阵ZS的函数DL=f（ZS），经过测试，6此多项式在一定的取值范围内，准确率最为合适，下面以实际情况来分析此细节问题；
（2）2次多项式：p=polyfit（ZS，DL，2）；
（3）3次多项式，将p=polyfit（ZS，DL，2）改为p=polyfit（ZS，DL，3）；
（4）4次多项式，将p=polyfit（ZS，DL，3）改为p=polyfit（ZS，DL，4）；
（5）5次多项式，将p=polyfit（ZS，DL，4）改为p=polyfit（ZS，DL，5）；
（6）6次多项式，将p=polyfit（ZS，DL，5）改为p=polyfit（ZS，DL，6）；
（7）7次多项式，将p=polyfit（ZS，DL，6）改为p=polyfit（ZS，DL，7）；
经过以上分析，6次多项式精度已经较为理想，满足实际工程使用精度需求，无需使用7次多项式拟合。
四、小结
本文提出结合MATLAB来开发DSP系统的思想，阐述了实现该思想的两种工具，并详细介绍了使用MATLAB Link for Code Composer Studio辅助DSP设计的相关内容，基于DSP的图形识别和处理，直接读取图形信息，有效的提升了读图的精度与速度，能有效优化供应商及零部件选型、提升设计质量、降低售后风险，整个系统易于手持使用，特别是在工业现场可以直接使用，在实际工程项目中有着极佳的使用前景。
参考文献
[1]邹彦，唐东，宁志刚，等.DSP原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2005.
[2]MATLAB Link for Code Composer Studio Development Tools User’s
Guide.MathWorks，2002.
[3]刘剑科，王艳芬，王胜利.MATLAB Link for CCS Deve-lopment Tools在DSP系统设计中的应用[J].信息技术与信息化，2005（4）.
[4]谢良喜，孔建益，王兴东等.MATLAB读入数据的几种方式探讨[J].微计算机信息，2005（5）：135-136.。