船舶电网电能质量实时监测终端的研究与设计.pdf

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1、分类号UDC密级——单位代码羔Q15兰船舶电网电能质量实时监测终端的研究与设计张勤进指导教师刘彦呈职称学位授予单位教授大连海事大学申请学位级别工学硕士学科(专业)轮机工程论文完成日期2011年5月答辩同期2011年6月答辩委员会主席ResearchandDesignofReal—TimePowerQualityMonitoringTerminalbasedonShipGridAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterD

2、egreebyZhangQinjin(MarineEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorLiuYanchengMay2011眦4jiii●■_哪2⋯6㈣9舢8Ⅲ⋯⋯Ⅲ⋯■_-_ⅢY大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博／硕士学位论文!盛魑鱼圆鱼篚厦量塞瞪监型终竭的婴塞皇遮让：：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成

3、果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：鏊翔!塾一学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和

4、提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密d(请在以上方框内打“√，，)论文作者签名：毵嘞谴—岁师签名：日期：炒／悻6月中文摘要摘要随着船舶工业的发展，船舶电力系统的规模不断增大，电力推进方式也逐渐成为了船舶技术的发展方向。船舶电力系统是船舶中一个极其重要的组成部分，它与船舶各个系统均有牵连，直接影响着船舶运行的安全性与经济性，故如何提高船舶电网的电能质量，确保船舶电力系统安全经济地运行已经成为了船舶工业的焦点之一。本文针对船舶电网这一特殊微电网的电能质量展开研究，比较并分析了陆地电网和船舶电网在电能质量衡量标准上

5、的差别，并在此基础上设计了一种基于DSP+ARM架构的船舶电网电能质量实时监测终端装置，用于监测船舶电网的基本电参量及电能质量参数。在设计过程中，首先根据测量原理详细阐述了双CPU架构的监测终端硬件和软件的设计思想，并对DSP采集及运算的时序进行了分析，结论证明系统能够满足实时性的设计要求。硬件部分主要分为4个模块，分别是信号采集模块、DSP处理模块、ARM工程模块及电源模块。其中信号采集模块的功能是将高电压、大电流信号转化为可直接测量的低电压信号；DSP处理模块将采集上来的信号运算并存储；最后由ARM工程模块显示并通信。软件部分分为DSP和ARM两部分，DSP部分采用了

6、FFT实现各电能质量参数的计算，并利用双口RAM进行数据的存储；ARM部分采用了Linux操作系统为软件平台，成功将Linux2．6内核及嵌入式图形界面移植进$3C2410芯片中。Linux嵌入式操作系统的引入不仅提高了系统的可靠性，而且使得应用程序的开发与扩展变得相对简单，缩短了系统的开发周期。本文还重点强调了装置的抗干扰设计，通过硬件芯片的选型、滤波电路的设计、印刷电路板的制作及软件编程实现最大程度的抗干扰。最后本文对监测终端已完成部分的实验结果进行分析。实验结果证明了设计思路的正确性，该装置能够完成量程内的高电压、大电流及频率信号的长期监测，并且满足预定的精度要求。

7、‘关键词：船舶电网；电能质量；实时数据采集；TMS320F2812；嵌入式操作系统r一英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentoftheshippingindustry，thesizeofships’powersystemisbecomingmoreandmorelarge，andelectricpropulsionmodealsoincreasinglybecomesthedevelopmentdirectionofshippingtechnology．Shippowersystemisaverysign