电除尘器高频电源采集系统的设计毕业论文

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1、毕业论文电除尘器高频电源采集系统的设计DesignofHighFrequencyPowerSupplyAcquisitionSystemforElectrostaticPrecipitatoriii目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1选题背景及研究意义11.2相关技术国内外发展现状21.3本文的研究内容3第二章系统设计结构52.1系统设计原则52.2系统采集方式的研究52.3系统总体结构72.4本章小结8第三章电除尘器高频电源介绍93.1电除尘器高频电源工作原理93.2控制电路功能的分配设计113.2.1DSP+FPGA控制平台113.2.2驱动保护单元123.

2、2.3高压采样电路123.2.4数字信号调理电路123.2.5模拟信号采集电路133.3数据采集分析133.3.1采样数据研究133.4本章小结18第四章系统硬件设计194.1采集控制单元194.1.1FPGA的配置电路204.2典型电路设计21iii4.2.1基于AD7356的模数转换电路214.2.2模拟信号隔离244.2.3RC滤波电路274.3高频电源模拟信号采集电路设计294.3.1母线电压采集电路294.3.2相电流采集电路304.3.3一次电流采集电路324.3.4二次电压采集电路334.3.5二次电流调理电路344.4温度采集电路354.4.1温度采集元件P

3、T100354.4.2模数转换芯片AD7711364.4.3温度采集电路设计374.5模拟信号采集电路仿真及实验结果分析394.6高频电源数字信号采集电路设计414.6.1低频数字信号采集电路设计424.6.2高频数字信号采集电路设计434.7本章小结44第五章系统软件采集实现455.1高速采集模块465.2温度采集模块475.3数字量采集模块495.3.1开关状态数字量495.3.2高速故障反馈数字信号515.4数据缓存515.4.1缓存方式的确定515.4.2双口RAM的存储模块实现545.5DSP与FPGA通信方式研究55iii5.6本章小结56第六章基于FPGA数字

4、滤波器研究576.1FIR数字滤波器576.1.1FIR滤波器的基本结构576.2基于分布式算法的FIR滤波器586.2.1分布式算法研究586.2.2串行滤波器606.2.3并行滤波器606.2.4改进型串行滤波器616.3FIR滤波器的设计616.3.1系数的生成626.3.2FIR滤波器实现636.4本章小结66第七章总结和期望67参考文献69附录72致谢74作者简介75iii摘要随着科技的日益更新，现在的产品对信息的实时性、系统的可扩展性、电路的集成度等要求也越来越高。在数据采集方面，传统的AD采样方法——单片机、DSP等因为端口资源的有限和其顺序执行的工作模式已经

5、不能够满足人们的要求。而FPGA因具有速度快、兼容性好和实时性强的特点，越来越多的被应用于数据采集及采集后的调理。本设计的总体架构是建立在FPGA的采集平台上。在设计中，充分利用FPGA的灵活性与并行性特点，与特定模数转换器、串行寄存器芯片相互配合，实现模拟、数字信号的多通道采集，提高了系统的性能。首先，本文对电除尘器高频电源及其工作原理做了详细的介绍，并着重对高频电源需要采集的数据进行了详细的分析与研究，其中包括信号采集要求和采集前后信号的特征。其次，针对设计对象，给出每一路数据的硬件调理电路设计，详细分析了电路的设计原理和实现功能，并给出设计之初的仿真波形和最后的硬件实

6、物的实验波形。在完成后硬件设计之后，本文对硬件电路中使用的数据采集芯片进行了详细的时序分析，在FPGA中实现了软件采集编程和时序仿真，并对数据缓存和数据传输做了详细的分析、探讨。第三，为提升DSP和系统效率，在模拟信号的数字化完成后，对在FPGA中实现基于DA算法的FIR滤波器做了进一步研究，并给出了详细的实现步骤和结果。伴随着物联网技术和信息技术的发展，FPGA由于其不可替代的优势，也越来越广泛的被应用到各领域。本文设计的基于FPGA的采集系统，不仅在实时性方面有进一步的提升，而且系统的可扩展性非常强，有利于设备的进一步升级。关键词：FPGA，模数转换器，FIR滤波器，分

7、布式算法，抗干扰75AbstractWiththeincreasinglyupdatedtechnology,therequirementsforproductsonreal-timeofinformation,extendibilityofsystemandtheintegrationofthecircuitarehigherandhigher.Intheaspectofdataacquisition,astheimplementationofportresourcesarelimitedanditssequen