基于ARM的发电机互感器伏安特性测试系统的设计与实现

论文摘要

发电机互感器是电力系统行业进行电能计量和继电保护的重要设备之一,其伏安特性与发电机安全、可靠、经济的运行密切相关。针对目前传统基于8位单片机所开发的伏安特性测试系统的不足,利用流行的嵌入式处理技术,选取性价比高的ARM内核处理器LPC2214和性能稳定的实时操作系统μC/OS-Ⅱ作为开发平台,设计并实现了发电机伏安特性测试系统。该系统主要包括在线测试、设置参数、查询数据、串口通讯等功能。本文完成了上述功能的软件设计和开发,尤其是在线测试功能中对于伏案特性曲线显示方案的设计,本文在深入研究显示模块的工作原理的基础上,结合系统的显示要求,改进了伏案特性显示方法,从而使得本系统不仅能够实时显示伏安特性曲线,并且能够动态显示测量曲线,为系统的进一步开发奠定了基础。此外,基于系统与上位机之间的串口通讯功能,利用LabWindow/CVI7.0开发平台实现了系统虚拟环境,以满足用户对测量数据进一步分析的需求。经过长时间的现场测试证明,该系统不仅减少了传统测试中所用的仪器数量,特别在简化发电机互感器的测试流程,增加现场操作的自动化程度,提高互感器测试的精度等方面表现突出,从而为提升发电机继电保护装置的正确动作率创造了有利条件。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 第一章 引言
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 课题研究的现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 2 第二章 课题研究的相关知识
• 2.1 发电机互感器在电力系统中的作用及参数测量
• 2.1.1 发电机互感器的作用
• 2.1.2 互感器参数测量的相关算法
• 2.1.3 发电机互感器参数测量的均方根算法
• 2.2 嵌入式系统的相关概念
• 2.2.1 嵌入式系统的定义
• 2.2.2 嵌入式系统的特点
• 2.2.3 嵌入式系统的现状和发展趋势
• 2.2.4 本章小结
• 3 第三章 系统的整体结构
• 3.1 系统的硬件
• 3.2 系统部分硬件介绍
• 3.2.1 LPC2214
• 3.2.2 系统部分接口电路
• 3.2.3 系统软件
• 3.3 本章小结
• 4 第四章 μC/OS-II操作系统在LPC2214上的移植
• 4.1 几种常见RTOS的比较
• 4.2 μC/OS-II的简单介绍
• 4.3 μC/OS-II移植到LPC2214
• 4.3.1 ADS集成开发环境的介绍
• 4.3.2 μC/OS-II移植的通用步骤
• 4.3.3 μC/OS-II移植到LPC2214的具体实现
• 4.4 本章小结
• 5 第五章 发电机互感器伏安特性测试系统的显示设计
• 5.1 显示模块
• 5.1.1 显示模块的硬件结构
• 5.1.2 显示控制器T6963C
• 5.2 汉字显示方法
• 5.3 伏安特性显示方法
• 5.3.1 数据显示
• 5.3.2 数据点显示
• 5.3.3 数据点显示的蠕动现象及其改进办法
• 5.3.4 误差分析
• 5.4 曲线动态显示方法
• 5.4.1 FIFO函数软件设计与实现
• 5.4.2 图形编码函数软件设计与实现
• 5.4.3 图形显示函数软件设计与实现
• 5.5 本章小结
• 6 第六章 系统软件的设计与实现
• 6.1 μC/OS-II的多任务相关概念
• 6.2 主要功能模块划分
• 6.3 主程序分析
• 6.4 按键部分的设计
• 6.4.1 按键扫描
• 6.4.2 按键处理
• 6.5 在线测试部分的设计
• 6.5.1 数据接受
• 6.5.2 数据处理
• 6.5.3 数据显示
• 6.6 设置功能部分的设计
• 6.7 查询功能部分的设计
• 6.8 串口通信部分的设计
• 6.9 本章小结
• 7 第七章 PC机虚拟环境的建立
• 7.1 LabWindows/CVI的功能和特点
• 7.2 LabWindows/CVI中的RS232函数库
• 7.3 上位机虚拟环境的软件设计与实现
• 7.3.1 登陆界面的设计
• 7.3.2 串口参数设置函数
• 7.3.3 串口通讯
• 7.3.4 数据处理和显示
• 7.4 本章小结
• 8 第八章 测试过程及方法
• 8.1 伏安特性测量试验
• 8.2 试验结果分析
• 9 第九章 总结
• 参考文献
• 附录 A
• 作者简历
• 学位论文数据集