高速功率波形分析仪数据处理的软件设计
发布时间：2021-08-29 02:10
随着现代社会的飞速发展,现代化的测量技术已经成为信息和科学技术的重要组成部分,同时推动了测量仪器的不断进步。由于工业设备和生产生活对于能源效率要求的不断提高,如何在处理大数据量信号的同时保证功率的精确测量成为测量仪器新的聚焦点。然而国内常见的示波器不具备复杂的功率分析和谐波分析的能力,主流的功率分析仪则无法实现用户从显示上捕获波形信息的需求。因此本文研制的高速功率波形分析仪旨在设计一款集示波器与功率仪功能为一体的综合性测量仪器,既具有传统示波器的显示、测量、记录、存储等功能,又能够实现高精度的功率运算和针对大数据量的高速谐波分析。本文主要围绕功率波形分析仪最重要的两个功能,即功率运算模块和谐波运算模块展开,进行了项目平台上的软件设计与实现。本文主要在软件设计中实现了以下功能:1、识别硬件板卡信息,设计多通道控制方案得到原始波形数据,同时根据被测电路的接线方式灵活配置测试系统,系统中每个测试单元都可以实现独立的34项功率参数的测量和最多高达500次的谐波分析。2、详细介绍功率运算模块的软件设计与实现,包括功率运算模块的整体流程,源数据的获取和存储、频率测量模块的设计和实现。同时指出在频率...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究发展及现状
1.3 论文内容安排及创新点
第二章 数据处理总体设计方案
2.1 项目总体框架
2.2 软件设计方案
2.3 功率运算系统设计
2.3.1 多通道控制模块设计
2.3.2 多系统配置方案
2.4 本章小结
第三章 功率运算模块
3.1 几种典型功率参数
3.2 功率测量关键技术设计
3.2.1 频率测量模块
3.2.2 功率数据处理方案
3.3 关键技术优化
3.3.1 功率参数测量结果优化
3.3.2 频率测量改进方案
3.4 功率参数显示格式
3.4.1 数值显示
3.4.2 矩阵显示
3.4.3 矢量图显示
3.4.4 自定义显示
3.5 本章小结
第四章 高速谐波分析关键技术研究
4.1 FFT算法软件实现
4.1.1 FFT的码位倒置算法
4.1.2 蝶形运算实现
4.1.3 FFT代码验证
4.2 谐波参数运算及显示
4.2.1 谐波参数运算
4.2.2 多种显示格式
4.3 稀疏快速傅里叶变换算法
4.3.1 误差约束和理论框架
4.3.2 SFT核心算法及仿真
4.3.3 SFT算法性能分析
4.3.4 SFT算法的项目应用
4.4 本章小结
第五章 测试与验证
5.1 软件测试平台搭建
5.2 功能性测试
5.2.1 板卡加载功能
5.2.2 多系统配置
5.2.3 功率参数运算功能
5.2.4 Delta运算
5.2.5 谐波参数运算功能
5.3 优化方案效果验证
5.3.1 测频优化方案
5.3.2 滑动线性平均算法
5.3.3 延迟与补偿功能
5.3.4 SFT算法
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种稀疏度自适应的稀疏傅里叶变换算法[J]. 刘仲,李立春,李慧启. 计算机工程. 2018(02)
[2]数字信号处理课程中的傅里叶变换教学探索[J]. 姜恩华,杨一军,窦德召,汪徐德,陈得宝. 廊坊师范学院学报(自然科学版). 2017(01)
[3]稀疏傅里叶变换理论及研究进展[J]. 仲顺安,王雄,王卫江,刘箭言. 北京理工大学学报. 2017(02)
[4]横河发布最新高精度功率分析仪WT1800E[J]. 电子测量技术. 2016(09)
[5]泰克为高效测试应用推出PA3000多相功率分析仪[J]. 单片机与嵌入式系统应用. 2016(06)
[6]横河发布高精度功率分析仪WT3000E[J]. 电子测量技术. 2015(07)
[7]基于ARM+DSP的电源功率分析仪设计[J]. 王晗,尹建华,苏界伟,蔡念,陈新. 电源技术. 2015(05)
[8]是德科技推出第一款具有可视特性的触摸屏功率分析仪[J]. 电子测量与仪器学报. 2015(03)
[9]横河发布示波功率仪PX8000——将功率分析仪与示波器技术融为一体[J]. 电子测量技术. 2014(02)
[10]国产高精度宽带功率分析仪PA6000惊艳亮相[J]. 电子产品世界. 2013(05)
硕士论文
[1]基于稀疏傅里叶变换的高速目标检测算法研究[D]. 张秀丽.中北大学 2018
[2]稀疏快速傅里叶变换的应用方法研究[D]. 王文超.中国测绘科学研究院 2018
[3]基于稀疏快速傅里叶变换的时频分析技术研究[D]. 张傲.西南交通大学 2018
[4]数字存储示波器频谱分析研究与实现[D]. 杨西.电子科技大学 2018
[5]稀疏信号快速傅里叶变换研究[D]. 刘仲.解放军信息工程大学 2017
[6]三相电能质量分析仪中的电能参数检测算法研究与实现[D]. 张旭霞.电子科技大学 2016
[7]基于FPGA的多周期同步频率计设计[D]. 高锐.吉林大学 2013
本文编号：3369688
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究发展及现状
1.3 论文内容安排及创新点
第二章 数据处理总体设计方案
2.1 项目总体框架
2.2 软件设计方案
2.3 功率运算系统设计
2.3.1 多通道控制模块设计
2.3.2 多系统配置方案
2.4 本章小结
第三章 功率运算模块
3.1 几种典型功率参数
3.2 功率测量关键技术设计
3.2.1 频率测量模块
3.2.2 功率数据处理方案
3.3 关键技术优化
3.3.1 功率参数测量结果优化
3.3.2 频率测量改进方案
3.4 功率参数显示格式
3.4.1 数值显示
3.4.2 矩阵显示
3.4.3 矢量图显示
3.4.4 自定义显示
3.5 本章小结
第四章 高速谐波分析关键技术研究
4.1 FFT算法软件实现
4.1.1 FFT的码位倒置算法
4.1.2 蝶形运算实现
4.1.3 FFT代码验证
4.2 谐波参数运算及显示
4.2.1 谐波参数运算
4.2.2 多种显示格式
4.3 稀疏快速傅里叶变换算法
4.3.1 误差约束和理论框架
4.3.2 SFT核心算法及仿真
4.3.3 SFT算法性能分析
4.3.4 SFT算法的项目应用
4.4 本章小结
第五章 测试与验证
5.1 软件测试平台搭建
5.2 功能性测试
5.2.1 板卡加载功能
5.2.2 多系统配置
5.2.3 功率参数运算功能
5.2.4 Delta运算
5.2.5 谐波参数运算功能
5.3 优化方案效果验证
5.3.1 测频优化方案
5.3.2 滑动线性平均算法
5.3.3 延迟与补偿功能
5.3.4 SFT算法
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种稀疏度自适应的稀疏傅里叶变换算法[J]. 刘仲,李立春,李慧启. 计算机工程. 2018(02)
[2]数字信号处理课程中的傅里叶变换教学探索[J]. 姜恩华,杨一军,窦德召,汪徐德,陈得宝. 廊坊师范学院学报(自然科学版). 2017(01)
[3]稀疏傅里叶变换理论及研究进展[J]. 仲顺安,王雄,王卫江,刘箭言. 北京理工大学学报. 2017(02)
[4]横河发布最新高精度功率分析仪WT1800E[J]. 电子测量技术. 2016(09)
[5]泰克为高效测试应用推出PA3000多相功率分析仪[J]. 单片机与嵌入式系统应用. 2016(06)
[6]横河发布高精度功率分析仪WT3000E[J]. 电子测量技术. 2015(07)
[7]基于ARM+DSP的电源功率分析仪设计[J]. 王晗,尹建华,苏界伟,蔡念,陈新. 电源技术. 2015(05)
[8]是德科技推出第一款具有可视特性的触摸屏功率分析仪[J]. 电子测量与仪器学报. 2015(03)
[9]横河发布示波功率仪PX8000——将功率分析仪与示波器技术融为一体[J]. 电子测量技术. 2014(02)
[10]国产高精度宽带功率分析仪PA6000惊艳亮相[J]. 电子产品世界. 2013(05)
硕士论文
[1]基于稀疏傅里叶变换的高速目标检测算法研究[D]. 张秀丽.中北大学 2018
[2]稀疏快速傅里叶变换的应用方法研究[D]. 王文超.中国测绘科学研究院 2018
[3]基于稀疏快速傅里叶变换的时频分析技术研究[D]. 张傲.西南交通大学 2018
[4]数字存储示波器频谱分析研究与实现[D]. 杨西.电子科技大学 2018
[5]稀疏信号快速傅里叶变换研究[D]. 刘仲.解放军信息工程大学 2017
[6]三相电能质量分析仪中的电能参数检测算法研究与实现[D]. 张旭霞.电子科技大学 2016
[7]基于FPGA的多周期同步频率计设计[D]. 高锐.吉林大学 2013
本文编号：3369688
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