基于FPGA的暂态扰动检测算法的IP核设计

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1、国内图书分类号：TM933工学硕士学位论文基于FPGA的暂态扰动检测算法的IP核设计硕士研究生：王猛导师：房国志申请学位级别：工学硕士学科、专业：测试计量技术及仪器所在单位：测控技术与通信工程学院’答辩日期：2013年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TM933DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCandidate：Supervisor：WangmengFangGuozhiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringS

2、peciality：DateofOralExamination：University：Testing-MeasureingTechnology&InstrumentMarch，2013HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于FPGA的暂态扰动检测算法的IP核设计》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。本人所知，论文中除注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出

3、贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：互拖日期渺伤年多月乡1日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《基于FPGA的暂态扰动检测算法的IP核设计》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全

4、部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密团(请在以上相应方框内打√)作者签名：导师签名：乒物名周司幺日期矽一年弓NgIEl同期：)0f弓年钥弓fEt哈尔滨理T人学T学硕Ij学位论文基于FPGA的暂态扰动检测算法的IP核设计摘要近年来，电能质量越来越受到电力公司、电力设备制造商、电力用户和专业电力工程师的关注。电力系统中不断引入的非线性设备导致了用户端的电压、电流产生了畸变，电能质量日渐恶化。在众多电能质量问题中，暂态扰动以其产生的随机性、持续的时间短、危害严重等特点，始终是工程研究的重点和难点。对暂态电能质量扰动进行

5、准确的检测和分析，能够为后续的治理和改善提供有效地依据。本文针对由于非线性负荷和冲击导致的暂态电能质量扰动问题，采用了小波变换的方法对其进行了系统的检测与分析，并在FPGA平台下设计了小波算法的口核。首先分析了傅里叶变换存在的缺点，并且从数学原理的角度推导了在时频域分析更为出色的小波变换以及多分辨分析和Mallat算法；然后给出了暂态电能质量扰动的数学描述，在此基础上，研究了小波算法对暂态扰动的检测原理，通过仿真实验，验证了小波变换检测暂态扰动的可行性；接着借助DSPBuilder工具，依据MaUat算法以滤波器的方式搭建小波算法来解决小波

6、检测方法实时性差、运算量大等问题，仿真结果同样验证了该方法的准确性和可行性；最后凭借FPGA具有并行处理、灵活性强、实时性好等特点，采用FPGA硬逻辑方式以模块化的思想设计了小波算法的口核，实现扰动信号的快速分析，并且根据暂态扰动的特点，设计了5类典型扰动信号源，来验证检测算法在硬件平台上的表现，检测结果表明该设计准确、可行。本文完成了暂态扰动检测方法的口核设计，通过对5类典型扰动信号的大量检测试验和检测结果分析比较，证实了以硬逻辑实现小波算法具有比软件检测方法具有更高的检测速度和更好的实时性。关键词电能质量；暂态扰动；m核；小波变换：FP

7、GA哈尔滨理丁人学T学硕．1j学位论文DesignofTransientDisturbanceDetectingAlgorithmIPCoreBasedonFP6彳．AbstractInrecentyears，thepowerqualityattractsmoreandmoretheconcernofthepowercompanies，electricalequipmentmanufacturers，powerUSerSandprofessionalpowerengineers．Thenonlineardevicesintroducedin

8、thepowersystemhasledtoclient'svoltage，currentdistortion,powerqualityisdeteriorating．Among