風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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3.2 A/D芯片的采樣控制軟件設(shè)計(jì)
在啟動(dòng)系統(tǒng)采樣工作前，系統(tǒng)首先要確定采集的數(shù)據(jù)是否要進(jìn)行頻譜分析，由CPLD進(jìn)行軟件編程設(shè)置，通過控制A/D芯片的片選信號(hào)，具體選擇哪種A/D芯片進(jìn)行采樣。通過定時(shí)器中斷啟動(dòng)系統(tǒng)的采樣。圖4(b)為A/D芯片采樣控制流程圖，其中A/D芯片ADS7864的同步采樣是通過CPLD控制其HOLDX引腳為低電平實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)采樣工作結(jié)束后，A/D芯片的INT端口會(huì)輸出低電平信號(hào)給DSP的I/O端口。在程序中設(shè)置中斷，一旦檢測(cè)到I/O口工作結(jié)束的信號(hào)，通過DSP的地址總線選通A/D芯片，并輸出讀數(shù)據(jù)命令給A/D芯片，依次通過數(shù)據(jù)總線將結(jié)果讀入DSP。
4 濾波試驗(yàn)測(cè)試
眾所周知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)給電網(wǎng)帶來影響，諧波污染是其中之一。任何一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行都會(huì)引起電壓和電流的畸變[5]。本文風(fēng)力發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)前端22路模擬輸入信號(hào)也會(huì)伴隨產(chǎn)生奇次諧波。為了濾除掉這些干擾的奇次諧波，本文采用內(nèi)部軟件方法有效地濾除了這些諧波。試驗(yàn)中，輸入部分為風(fēng)力發(fā)電機(jī)頻率為50 Hz的基波，伴隨基波的還有150 Hz、250 Hz等奇波頻率部分。要求濾除這些奇次諧波，只保留50 Hz的基波部分。具體濾波過程如下：首先應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行濾波仿真，設(shè)計(jì)一個(gè)IIR(Infinite Impulse Response)型數(shù)字濾波器，濾波器的階數(shù)為3，觀察仿真波形圖，如果結(jié)果可行，則進(jìn)行DSP實(shí)現(xiàn)。
通過TMS320C5416的JTAG仿真接口，利用DSP的軟件開發(fā)平臺(tái)CCS(Code Composer Studio)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。輸入50 Hz的基波和相伴產(chǎn)生的奇次諧波。采樣頻率為1 500 Hz，采樣點(diǎn)為256點(diǎn)。圖5為利用CCS的繪圖工具繪制的采集到的256點(diǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)域與頻域波形，圖5(a)為濾波前輸入信號(hào)的時(shí)域圖，圖5(b)為濾波后信號(hào)的時(shí)域圖，圖中橫坐標(biāo)為采樣時(shí)間，縱坐標(biāo)為輸入波形的幅度。由圖5(b)濾波后波形可以看出，濾波效果明顯，只剩下頻率為50 Hz的基波部分，干擾的奇次諧波被有效地濾掉了。圖5(c)、圖5(d)為濾波前后輸入信號(hào)的頻域圖，圖5(c)中可以看出，除了50 Hz基波部分外,還伴隨很多干擾的諧波成分，橫坐標(biāo)為信號(hào)周期，即頻率倒數(shù)，縱坐標(biāo)為信號(hào)的幅度,從圖5(d)濾波后的頻譜圖可以看出，大部分干擾諧波被濾掉，效果明顯，由于本實(shí)驗(yàn)采用的濾波器階數(shù)僅為3階，如果再提高濾波器階數(shù)，則濾波效果會(huì)更加明顯。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/195409.htm
在本文風(fēng)力發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)中,對(duì)22路輸入信號(hào)的采集至關(guān)重要，對(duì)于其中交流部分需要進(jìn)行頻譜分析，頻譜分析中涉及到FFT變換，則要求系統(tǒng)具有很高采樣速率。不需要進(jìn)行頻譜分析部分則要求同步性要好。本文所設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)采用了兩種A/D芯片，很好地滿足了系統(tǒng)要求，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、精度高，功能綜合，能夠同時(shí)測(cè)試多個(gè)不同參數(shù)，解決了目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試參數(shù)單一的缺點(diǎn)，并且內(nèi)部算法濾波效果明顯，達(dá)到了濾波要求。
參考文獻(xiàn)
評(píng)論