基于TMS320C5409的三相交流电参数测量系统的设计

TMS320VC54x是TI公司推出的高性能、低功耗和软硬件资源丰富的DSP芯片系列,主要面向密集型的数值运算,包括乘法·累加、数字滤波和快速傅里叶变换等,现已广泛应用于通信、测量等许多领域。本文介绍基于TMS320CS409的交流电参数测量系统的测量原理、算法及系统硬件设计。     

波形采样法有效值测量的同步误差分析

从同步偏差的概念出发，对测量交流电量有效值的常用方法－波形采样法进行了同步误差分析，推导了同步误差公式，并用计算机仿真结果进一步验证了理论误差分析的结论。最后，提出了减小同步误差的措施，并有所研制的交流电机微机测试系统的实测结果进行了验证。     

一种基于FFT算法M-APSK信号载波参数联合检测

随着卫星通信业务的发展,高阶调制技术逐渐应用于卫星通信中,但载波频率和相位偏差对诸如M-APSK等高阶调制信号的影响很大。在回顾载波同步算法理论的基础上,分析了载波频率和相位偏差对APSK信号系统的影响,采用了一种基于最大似然(ML)准则的数据辅助(DA)载波同步算法,并使用FFT快速运算和三线插值法,对频率偏差和相位偏差进行了联合检测。研究表明,该算法在同步性能和实现复杂度上的性能都比较优越。该算法对卫星通信高阶调制M-APSK信号的同步技术提供了一定的参考价值。     

有效值及有功功率测量的综合误差分析

分析了用加权算法求有效值及有功功率时，同步偏差及量化噪声对测量精度的影响，得到其综合误差公式。结果表明：随着所用权函数阶数的增加，不同步采样引起的测量误差将快速减小以至成为次要因素，量化误差将可能成为主要误差因素。采样数据量化引起的测量误差正比于量化精度而反比于采样点数的开方根。通过增加量化位数及采样点数均可降低数据量化引起的测量误差。     

快速傅立叶变换（FFT）的另一种推导方法及实现

快速傅立叶变换(FFT)改进了离散傅立叶变换(DFT)的计算过程,因其计算速度更为高效,被广泛运用于数字信号的实时处理中.本文从整数的进制表示形式阐述了基2FFT和基4FFT的原理,给出了相关推导及部分重要结论的证明.最后分别给出了迭代方程式及实现方法.相应的结论也适应于更高维的FFT变换中.     

快速傅立叶变换(EFT)的另一种推导方法及实现

快速傅立叶变换(FFT)改进了离散傅立叶变换(DFT)的计算过程,因其计算速度更为高效,被广泛运用于数字信号的实时处理中.本文从整数的进制表示形式阐述了基2FFT和基4FFT的原理,给出了相关推导及部分重要结论的证明.最后分别给出了迭代方程式及实现方法.相应的结论也适应于更高维的FFT变换中.     

基于FPGA的块浮点FFT的实现

在分析基-2 FFT算法的基础上,提出一种用FPGA实现FFT的方法.用块浮点机制,动态扩大数据范围,在速度和精度间得到折衷;模块化设计,易于实现更多点数的FFT运算.采用Verilog语言编程实现,在Quartus II和Modelsim平台下进行逻辑综合和时序仿真,时序分析结果与Matlab计算结果相比较验证了程序的正确性.     

基于FFT算法的超声波泥沙测量

采用数字手段测取了超声波信号的衰减系数,通过衰减系数可得出含沙量。数字信号处理技术首先必须将回波信号的平均频率参数离散化。在计算的过程中,一般采用DFT处理技术,但直接用DFT进行谱分析和信号实时处理又不切实际,所以使用了时间抽取的优化实数FFT算法,该算法在保持直接FFT算法速度的前提下减少了程序量。     

基于声发射的超声谐振频率在线监测系统研究

采用基2FFT算法原理编制了快速傅里叶变换程序,利用计算机声卡采集数据,通过测量超声振动系统的声发射信号,实现了超声振动系统谐振频率的在线实时监测。该系统为评价超声加工效果,分析加工过程中的力及其他加工参数对振动系统的影响提供了手段。     

基于DSP的通用FFT算法在电网谐波检测中的应用

随着DSP在数字化处理和数字控制系统领域日渐成为一项成熟的技术,一种基于DSP的快速傅立叶变换(FFT)的实现方法被提出。该算法采用汇编语言实现,并采用目前控制领域最高性能的处理器TMS320F281x系列DSP对采样信号进行FFT运算,能快速检测出电网中三相电压、电流的各次谐波,以进行谐波的实时分析处理。通过实验和现场运行,验证了算法的正确性和高速性,可作为一种通用的算法应用于谐波检测。     

锁相技术在数据采集系统中的应用

论述了锁相技术用于交流电网作同步跟踪采样的有关问题，给出相应的锁相环路数学模型，找到一种行之有效的选择环路参数的新方法，并在实际应用中得到了检验，收到较好的效果．     

软件实现同步采样的频域误差分析

分析了同步误差产生的原因,导出同步误差引起信号频域分析误差的计算模型,并以标准正弦波信号、含有谐波干扰的信号(电力系统中的实际电流、电压信号)为例,在频域中对软件实现同步采样的误差进行仿真计算与分析.结果表明,由于采样测量中存在同步误差,使信号频率发生偏移,信号幅值减小,信号泄漏增加,降低了微弱信号的分辨率.     

三相四线制电网谐波电流检测ip-iq法的改进

为使三相四线制电网中谐波电流检测电路结构更为简单,响应速度更快,检测结果更为精确,基于瞬时无功功率理论,对传统谐波电流检测法进行改进。将锁相环PL L去掉,设定固定角速度构造正、余弦回路;提出新算法矩阵,改进 i p-iq算法,去掉零序分量,使得三相四线制电网中电流正序分量的计算更为简便;将低通滤波器L PF换成陷波滤波器,利用其点阻滤波的特性,滤除工频电流,然后与含有谐波的原电流作差,快速、精确测得谐波电流。通过仿真,验证了改进后的 i p-iq法检测电路更简单、响应更快、检测结果更精确。     

交直流混合供电同步发电机稳态性能的仿真

为了考虑磁路饱和和整流绕组因整流元件的开关引起的电流变化对交流绕组电压波形畸变率和直流电压的影响 ,将电机的多回路理论与有限元方法结合建立了交直流混合供电同步发电机的数学模型 ,利用关联变换建立绕组、整流桥与负载间的联接。对发电机不同负载时的稳态性能进行了仿真 ,该法考虑了由于凸极效应、磁路饱和、绕组布置以及定转子齿槽的影响产生的空间谐波磁场的作用。计算结果与实验结果进行了比较证明了数学模型的正确性     

数字锁相倍频环的噪声分析及最佳参数选择

为解决数字锁相环的噪声分析及最佳参数选择问题，本文从理论上对数字锁相环输出相位噪声方差进行了分析，并在锁相环输出相位噪声方差最小的最佳准则下证明其最佳参数选择为ξ＝１．从而为数字锁相环的设计与调整提供了可靠的理论根据。     

测算电网频率和谐波的新方法

提出一种测量电网实际频率的新方法 ,其特点是 :设定一个接近被测频率的假定值 ,按此进行采样 ,所获得数据序列经处理后 ,可较准确地测算出实际频率值。介绍一种电网谐波的近似算法。与离散 Fourier变换 (DFT)不同的是 ,在非同步采样时 ,该算法采用的旋转因子的频率能始终与第 k次谐波的频率一致 ,从而可有效地消除采样不同步引起的误差。这些方法在 PC卡式仪器上实现 ,并利用仿真信号进行了验证。结果表明 ,上述方法可有效地改进电网频率和谐波的测量准确度 ,具有工程应用价值     

汽车前照灯测量误差修正系统的设计与实现

针对被测汽车的停放方位对前照灯水平照射方位角测量结果存在显著影响,提出了基于图像处理技术的汽车前照灯光束水平照射方位角测量误差的修正方法。采用摄像头摄取检测位置汽车停放区域的图像,用OTSU自适应阈值分割算法得到汽车俯视外形轮廓图像,运用逐次逼近法求出汽车摆放偏置角,对检测仪测量结果进行修正,实现测量误差的自动修正。结果表明：该修正方法能有效排除汽车停放方位偏差对测量结果的影响,提高前照灯光束水平照射方位角的检测精度。     

测量燃气流量的气体成分分析法及其误差传递分析

在间接测量燃气流量的气体成分分析法的基础上,进一步发展了这种方法,同时运用误差传递理论对其误差进行计算.运用敏感性分析法对减小间接测量误差的方向作了分析.     

基于三坐标测量机的圆度误差不确定度评估

为了实现圆度误差的不确定度准确评估,提出了一种在快速准确微分进化算法评定基础上的圆度误差蒙特卡洛(MCM)不确定度评估方法.针对最小区域圆圆度误差评定特点,提出了一种基于种群优化的微分进化算法用于圆度误差评定,并在此基础上利用蒙特卡洛方法进行圆度误差的不确定度评估.通过三坐标测量机对圆度零件的实测数据,给出了一个实例,以验证方法的可行性.分析了圆度误差的不确定度来源,给出了不确定度数值和95%置信概率下的不确定度包含区间,并与传统测量不确定度的表示指南评定方法(GUM)进行了比较.结果表明,蒙特卡洛不确定度比GUM方法的不确定度小0.3μm,包含区间也小于GUM.所提出的方法也适用于其他形状误差的评定与不确定度评估.