基于μCOSⅡ和DSP的微机保护方案研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要随着微机保护的发展，一些新的改善继电保护性能的原理和方案逐步得到实际应用，这对微机保护装置硬件提出了更高的要求。目前运行的微机保护装置的CPU大多为16位单片机，由于单片机由于受到运算速度等因素的影响，不易实现更复杂的算法和更高的采样率。同时在目前运行的微机保护装置的软件的编程上采用的传统的流程图线性程序，造成了软件的不易维护，升级换代困难等问题。基于当前的市场现状，本文提出了一套基于DSP的硬件平台并采用嵌入式实时操作系统的微机继电保护装置的设计方案。本文在研究Ilc／os-II和DSPTMS320VC5402的基础上，借鉴他人的工作经验

2、，提出了硬件、软件方案设计。pC／OS—II是～个免费公开源码的、面向中小型应用的、基于优先级的可剥夺式实时多任务内核。本文对其内核原理作出详细分析；编写了部分与硬件相关的代码，将uC／OS-II在DSPTMS320VC5402进行了移植；最后编写了程序对其基本功能做了测试分析。本文讨论了方案的软硬件设计思路。硬件开发时在主板上采用两片高速DSP芯片，分别承担采集计算和逻辑处理的功能，构建了高效可靠的硬件平台；本文详细阐述了基于嵌入式实时操作系统uc／oS—II的软件设计方案，由于采取了模块化结构设计的思想，使得其整体结构十分清晰。每个不同的模块可以由不同的开发项目组

3、同时开工设计，不存在窝工的问题，而且各个模块比较独立，同时在模块之间实现了“无缝化”的接口配合，保证了系统的整体性能可靠。本文从软件设计思想、保护模块的划分及设计、用户任务的创建、用户任务的同步和通信等进行了详细的设计研究，最后文章对保护配置和算法进行了探讨。最后本文对软件方案的实时性进行了论证分析，结果表明方案是满足保护的基本要求的。关键词：微机保护硬件设计软件设计嵌入式实时操作系统DSPuC／0S—II华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmicroprocessorrelayprotection，manynewrelay

4、principleandprojectthatcallimprovetheefficiencyoftherelayprotectionhavebeenappliedinpractice，theyputforwardmorehigherrequirmentfort11edesignofmicroprocessorrelayprotection．TheCPUofmostmicroprocessor-basedprotectiondevicefortllepresentis16bitSingleChipMicyoco，becauseoftheslowspeed，itisha

5、rdfortheSingleChipMicyocotOrelizethecomplexarithmeticandhighersampling．Andtraditionalflowchartlinearityprogrammeisadoptedinmostmicroprocessor—basedprotectiondevicefortllepresent．whichmakessomeproblemssuchashardmaintenance，hardupgradeandetc．BasedonbroadlycollectingthedocumentsabouttlC／OS

6、．IIandDSPTMS320VC5402．thispaperbringsupnewmicroprocessorrelayprotectionhardwareandsoftwareplatform’Sprojectanddesign．uC／OS-IIisacost·freeandopencode．fullypreemptivereal．timekernelbasedonstaticpriority．ThispaperfirstanalyzespC／OS．IIkernelprincipleandperformanceindetailsandthenportedittoD

7、SPTMS320VC5402boardbywritingsomehardware·associatedcode．FurthermoresometestingandanalysisonuC／OS．Ⅱaremade．Then，thehardwareandsoftwareofthedesignaredesigned．TwohighspeedingDSPareappliedinthemainboard,oneforsamplingandcalculationandotherforlogicprocessing．Intheend,thepaperanalyze