基于MQX实时操作系统的电压质量分析平台的研究与设计
本文关键词: 电压质量 快速傅立叶变换 MQX 电压监测装置 出处:《东南大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:电压质量关系到电网的稳定运行以及电力系统的安全,对人们的生活水平也有很大的影响。因此,实时监测电压质量具有很重要的意义,有助于了解电网电压质量的整体水平和现在所存在的问题,对电能质量现存的问题及时进行检修,避免由于电压质量问题而造成的损失。本文介绍了设计电压监测装置的意义以及国内外研究现状,并且分析了各种谐波分析方法,对电压监测算法进行深入的研究,详细介绍了FFT (Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)算法,并且阐述了电压监测装置的性能指标。首先,本文通过对当今流行的ERTOS (Embedded Real-Time Operating System,嵌入式实时操作系统)的比较,说明了选择MQX (Message Queue eXecutive,消息队列执行)嵌入式操作系统的原因。研究了MQX的微内核结构以及其管理功能;对MQX的FIFO (First In First Out,先入先出)任务、RR (Round Robin,时间片轮转)任务以及指定任务队列等调度策略进行分析;具体分析了MQX的软件框架结构以及其代码结构。其次,本文基于MQX嵌入式实时操作系统,实现基本电压监测装置的硬件电路设计以及其软件电路设计。在硬件上,通过对AD模块电路设计、Flexbus外扩接口电路、SPI Flash电路、UART通信电路和复位电路等几个功能模块的设计满足了硬件的总体设计需求。在软件上,通过对数据采样计算模块、数据统计及存储模块、GPRS通讯模块、以太网通讯模块以及USB设备管理模块等几个功能模块的设计满足软件的总体设计需求。最后,本文使用电压监测装置的以太网调试工具对本装置的功能进行测试和分析,结果证明本装置能够记录长达两个月的电压历史数据和电压统计数据,为分析电压质量提供充分的基础支持。
[Abstract]:Voltage quality is related to the stable operation of power network and the safety of power system, and also has a great impact on people's living standard. Therefore, it is very important to monitor voltage quality in real time. It is helpful to understand the overall level of the voltage quality of the power network and the existing problems, and to repair the existing problems of the power quality in a timely manner. To avoid the loss caused by voltage quality problems, this paper introduces the significance of the design of voltage monitoring device and the research status at home and abroad, and analyzes various harmonic analysis methods, and makes a deep research on voltage monitoring algorithm. This paper introduces the FFT Fast Fourier transform algorithm in detail, and describes the performance index of the voltage monitoring device. Firstly, this paper compares the popular ERTOS embedded Real-Time Operating system (embedded real-time operating system). The reason of choosing MQX message Queue secure (message queue execution) embedded operating system is explained. The microkernel structure of MQX and its management function are studied. This paper analyzes the scheduling policies of FIFO first in First Outout (first in, first out) task of MQX (RR, Round Robin, time slice rotation) task and specified task queue. The software framework and code structure of MQX are analyzed in detail. Based on the MQX embedded real-time operating system, this paper realizes the hardware circuit design and software circuit design of the basic voltage monitoring device. The design of several functional modules, such as Flash communication circuit, reset circuit and so on, meets the overall design requirements of hardware. In software, the data sampling calculation module is used. The design of several functional modules, such as data statistics and storage module, Ethernet communication module and USB device management module, can meet the overall design requirements of the software. In this paper, the functions of the device are tested and analyzed by using the Ethernet debugging tool of the voltage monitoring device. The results show that the device can record the voltage history data and the voltage statistics data for up to two months. Provide sufficient basic support for voltage quality analysis.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM711
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,本文编号:1514954
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