基于雙DSP的電力系統諧波分析儀的設計

系統軟件設計
系統上電后按照選定的模式自舉加載程序，跳轉到主程序入口，進(jìn)行相關(guān)變量、數據乒乓緩沖區、命令區、控制寄存器初始化，并使能XINTF和A/D定時(shí)采樣中斷。定時(shí)中斷產(chǎn)生后，DSP-L機內部A/D開(kāi)始對6組傳感器信號進(jìn)行采樣，并將轉換結果存到乒乓緩沖區，然后通過(guò)中斷交互式協(xié)調工作模式將結果傳送至DSP-R機，DSP-R機調用FFT程序對這些數據進(jìn)行處理將結果實(shí)時(shí)傳到LCD顯示。主要包括3部分內容：數據處理算法、鍵盤(pán)中斷子程序，顯示處理子程序。系統雙機工作流程圖如圖5所示。

圖5 系統雙機工作流程圖

1 數據處理算法
本系統主要用到以下算法：①低通濾波處理算法;②捕獲單元高精度測頻算法;③自適應調整采樣間隔技術(shù);④FFT算法的諧波分析。具體算法及代碼請參閱《今日電子》網(wǎng)站本文章完整版。

2 鍵盤(pán)中斷子程序
為滿(mǎn)足系統實(shí)時(shí)性要求，完成鍵盤(pán)操作的實(shí)時(shí)響應，本系統采用外部中斷方式對鍵盤(pán)掃描，完成命令形成與標志位設置功能。鍵盤(pán)中斷子程序流程圖如圖6所示。

3 LCD顯示子程序
LCD的顯示分為信息區與顯示區兩部分。其中信息區包括固定信息（顯示煙臺大學(xué)DSP實(shí)驗室等），顯示區包括各相頻率值與諧波波形的顯示。

實(shí)驗結果
本系統采樣頻率為fs＝6400Hz，捕獲單元測頻結果和FFT算法得到各次諧波的幅值分別如表1和表2所示。

誤差分析
經(jīng)過(guò)分析以上各參數可看出：當頻率是50Hz左右時(shí)，最大誤差不超過(guò)0.01Hz，諧波分析的19次諧波呈波次越高幅度越小的趨勢,并且所得各次諧波幅度比較符合實(shí)際情況。由于本系統采用了自適應調整采樣間隔技術(shù)來(lái)實(shí)現同步采樣，所以保證了參數的測量精度。

結束語(yǔ)
本文介紹了一種電力系統諧波分析儀，采用了DSP+DRAM+DSP的雙處理器協(xié)同工作結構，通過(guò)雙機中斷交互式協(xié)調工作的模式快速的進(jìn)行雙機通信，可滿(mǎn)足高速數據采集與傳輸的要求。由于采用了同步采樣技術(shù)、自適應調整采樣間隔技術(shù)和補零防頻譜泄露技術(shù)，可以實(shí)現較為準確的諧波分析，便于工程應用，具有較大的實(shí)際應用價(jià)值。