基于dsp电参量数字信号测量算法

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1、分类号密级UDC学位论文基于DSP的电参量数字信号测量算法罗晓琳指导教师姓名刘玓副教授成都电子科技大学刘雪芹高工山东淄博供电公司调度所申请学位级别硕士专业名称软件工程论文提交日期2007.10论文答辩日期2008.06学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人年月日注1注明《国际十进分类法UDC》的类号独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志

2、对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日2摘要摘要DSP作为专门的数字信号处理芯片，本身就具有高速实时信号处理能力，它的出发点就是为提高速度而设计的，它的指令周期远远小于通用PC机

3、和单片机，运算速度极快，硬件结构又有利于乘法运算，并且它具有强大的扩展能力和巨大的寻址空间，结合数字信号处理中的离散傅立叶算法(DFT)和滤波算法，可以很容易实现电力保护系统的各项功能指标。另外，连续模拟信号经A/D采样变为离散信号后，根据系统函数H(Z)，经Z变换后变为递推公式，特别适合用DSP专用数字信号处理指令来实现。本文根据DFT和Z变换的定义，分析出DFT和Z变换之间的关系，推导并证明了基于数字信号处理DSP的新实时递推算法。在电力系统中，传送的信号是工频交变的电压/电流信号。电参量交流采样全波傅立叶算法通常需要一个交流信号周期的采样数据，算法的数据窗为一个

4、工频周期，响应时间较长。为了缩短全波傅立叶算法的计算时间，提高响应速度，有必要采用递推实时算法。递推实时算法的思想特点是从全波第一个采样点开始就计算基波和各次谐波的实部和虚部，直到全波最后一个采样点处理完毕后，就可得到基波和各次谐波的实部和虚部的最终结果。从宏观角度来看，把递推傅立叶算法把计算量分散到每个采样周期中进行，明显提高了实时性。此算法的递推公式减少运算量，从而提高电功率测量的实时性。即实现了处理采样点，一边采样一边进行频谱运算。当全部采样点都处理过后，可在基本周期的最后一个时间间隔中得到和离散傅立叶变换一样的结果。分析DFT算法和Z变换，并对DFT和Z变换作

5、了比较，得出DFT和Z变换之间的关系。然后，根据系统函数H(z)和Z变换计算代换推导出输出y(k)的公式。再利用MATLAB进行仿真测试，以32点为例计算了32点的推导计算并与实际值进行比较。仿真结果和程序运行结果与理论值基本吻合。最后，根据推导出递推公式算法，在DSP电参量实验装置上，运行电参量算法DSP实现程序，验证有效性和精确性。分析和讨论新实时递推算法比传统的傅立叶算法在实时性上改善程度。关键词：DSP，Z变换，递推算法IABSTRACTABSTRACTDSPhasthehigh-speedreal-timesignalprocessingcapabiliti

6、es,asaspecializeddigitalsignalprocessingchip,whichisthestartingpointforimprovingthespeedanddesign,anditsinstructioncycleismuchshorterthangenericPCandmicroprocessor.Notonlythearithmeticspeedisextremelyquick,butalsothehardwarestructureishelpfulmultiplication.Ithasgreatcapacityforexpansion

7、andenormousaddressablespace,combinedwithdigitalsignalprocessingalgorithmfordiscreteFourier(DFT)andthefilteringalgorithms;itisveryeasytoachieveelectricalprotectionsystemsinthefunctionparameters.Inaddition,thecontinuousanalogsignalbytheA/Dsamplingintodiscretesignals,accordingtoth