本文介绍了一种基于双TMS320F 28335的电力系统谐波分析仪的设计方案,该分析仪可同时实现多通道信号(电压和电流)的同步采样,并对其进行谐波分析。借助强大的双TMS320F28335平台,实现了对信号的实时分析与显示,具有实时性好,运算速度快,精度高,灵活性好,系统扩展能力强等优点。
系统介绍
1 系统方案
由于本系统实时性要求较高且工作过程中有大量的数据传输和人机对话事件发生,而单个DSP资源有限,如果采用单个DSP处理数据,系统将不能及时处理采样数据并且可能会造成部分数据丢失从而影响系统整体性能。为弥补这一缺点,本设计提出了采用DSP+ DRAM+DSP的双处理器协同工作模式,一片DSP全权负责采集、捕获工作,另一片负责数据处理和人机对话,这样可实现不间断、高速度、多端口的处理。针对通信双方速度不匹配、信息交换实时性要求高、一次传输信息量大、数据传送要求准确无误等特点,综合考虑通信的可靠性、实现的难易程度以及成本等诸多因素,采用双口RAM通过双机中断交互式协调工作的模式来实现多处理器之间的高速通信。系统总体框图如图1所示。

图1 系统总体框图
LCD的显示分为信息区与显示区两部分。其中信息区包括固定信息(显示烟台大学DSP实验室等),显示区包括各相频率值与谐波波形的显示。
实验结果
本系统采样频率为fs=6400Hz,捕获单元测频结果和FFT算法得到各次谐波的幅值分别如表1和表2所示。
误差分析
经过分析以上各参数可看出:当频率是50Hz左右时,最大误差不超过0.01Hz,谐波分析的19次谐波呈波次越高幅度越小的趋势,并且所得各次谐波幅度比较符合实际情况。由于本系统采用了自适应调整采样间隔技术来实现同步采样,所以保证了参数的测量精度。
结束语
本文介绍了一种电力系统谐波分析仪,采用了DSP+DRAM+DSP的双处理器协同工作结构,通过双机中断交互式协调工作的模式快速的进行双机通信,可满足高速数据采集与传输的要求。由于采用了同步采样技术、自适应调整采样间隔技术和补零防频谱泄露技术,可以实现较为准确的谐波分析,便于工程应用,具有较大的实际应用价值。
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