基于FPGA的电力谐波分析仪的设计与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 目录 | 第8-11页 |
| 第1章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 研究背景 | 第11页 |
| 1.2 谐波的危害 | 第11-12页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第12-15页 |
| 1.3.1 电力系统谐波分析方法研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3.2 硬件实现平台 | 第14-15页 |
| 1.4 课题研究意义 | 第15-16页 |
| 1.5 论文的组织结构 | 第16-17页 |
| 第2章 相关知识介绍 | 第17-39页 |
| 2.1 谐波的概念 | 第17-19页 |
| 2.2 快速傅里叶变换 | 第19-21页 |
| 2.3 FFT算法在应用中的缺点 | 第21-24页 |
| 2.3.1 混叠现象 | 第21-22页 |
| 2.3.2 频谱泄漏 | 第22页 |
| 2.3.3 栅栏效应 | 第22-24页 |
| 2.3.4 加窗改进 | 第24页 |
| 2.4 加窗插值FFT算法 | 第24-32页 |
| 2.4.1 窗函数特性研究 | 第25-29页 |
| 2.4.2 FFT的电力谐波插值算法 | 第29-31页 |
| 2.4.3 MATLAB仿真实验及结论 | 第31-32页 |
| 2.5 SOPC技术及Nios Ⅱ处理器 | 第32-35页 |
| 2.5.1 SOPC技术 | 第32-33页 |
| 2.5.2 Nios Ⅱ软核处理器 | 第33-34页 |
| 2.5.3 SOPC Builder简介 | 第34-35页 |
| 2.6 硬件平台简介 | 第35-38页 |
| 2.6.1 DE2-70开发板 | 第35-37页 |
| 2.6.2 TRDB-LTM显示屏 | 第37-38页 |
| 2.7 小结 | 第38-39页 |
| 第3章 系统总体设计 | 第39-43页 |
| 3.1 谐波分析仪性能指标 | 第39页 |
| 3.2 系统功能概述 | 第39-40页 |
| 3.3 系统总体结构 | 第40-42页 |
| 3.3.1 传感器电路和AD采样电路 | 第40页 |
| 3.3.2 NiosⅡ软核处理器模块 | 第40-41页 |
| 3.3.3 数据采集模块 | 第41页 |
| 3.3.4 数据缓存模块 | 第41-42页 |
| 3.3.5 数据转换模块 | 第42页 |
| 3.3.6 加窗模块 | 第42页 |
| 3.3.7 FFT运算模块 | 第42页 |
| 3.3.8 运算结果存储模块 | 第42页 |
| 3.4 小结 | 第42-43页 |
| 第4章 系统的设计与实现 | 第43-67页 |
| 4.1 前端采集电路设计与实现 | 第43-46页 |
| 4.1.1 传感器电路 | 第43-45页 |
| 4.1.2 AD采样电路 | 第45-46页 |
| 4.2 逻辑电路的设计与实现 | 第46-58页 |
| 4.2.1 数据采集模块 | 第46-48页 |
| 4.2.2 数据缓存模块 | 第48-50页 |
| 4.2.3 数据类型转换模块 | 第50页 |
| 4.2.4 加窗模块 | 第50-51页 |
| 4.2.5 FFT运算模块 | 第51-58页 |
| 4.2.6 运算结果存储模块 | 第58页 |
| 4.3 SOPC系统结构配置 | 第58-61页 |
| 4.4 LTM显示IP核设计 | 第61-64页 |
| 4.4.1 Avalon-MM流水线传输 | 第61-62页 |
| 4.4.2 基于Avalon总线的IP接口 | 第62-63页 |
| 4.4.3 基于Avalon总线的IP核实现 | 第63-64页 |
| 4.5 软件的设计与实现 | 第64-66页 |
| 4.5.1 总体控制单元 | 第64-65页 |
| 4.5.2 谐波参数的显示 | 第65-66页 |
| 4.6 小结 | 第66-67页 |
| 第5章 系统测试 | 第67-73页 |
| 5.1 FFT运算单元测试 | 第67-70页 |
| 5.1.1 单频正弦信号 | 第67-68页 |
| 5.1.2 双频正弦信号仿真 | 第68-69页 |
| 5.1.3 三角信号仿真 | 第69-70页 |
| 5.2 系统实验 | 第70-71页 |
| 5.2.1 实时性测试 | 第70页 |
| 5.2.2 系统准确度测试 | 第70-71页 |
| 5.3 实验结论 | 第71-72页 |
| 5.4 小结 | 第72-73页 |
| 第6章 结束语 | 第73-75页 |
| 6.1 工作总结 | 第73页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第73-75页 |
| 参考文献 | 第75-79页 |
| 致谢 | 第79-81页 |
| 攻读学位期间发表的论文 | 第81页 |
