基于SOPC技術(shù)的數(shù)字采樣和波形識(shí)別系統(tǒng)的研究.pdf

1、絕緣材料的加速老化試驗(yàn)裝置是新型絕緣材料研發(fā)和新電氣設(shè)備研制中新絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需的重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在當(dāng)前變頻驅(qū)動(dòng)、新能源發(fā)電領(lǐng)域,絕緣材料和結(jié)構(gòu)承受的是脈沖電環(huán)境,脈沖應(yīng)力環(huán)境較原先的直流和工頻正弦交流環(huán)境對(duì)絕緣材料的壽命影響要嚴(yán)酷得多,原來(lái)針對(duì)直流和工頻正弦交流環(huán)境的壽命加速試驗(yàn)方法和設(shè)備無(wú)法正確評(píng)估脈沖應(yīng)用環(huán)境下的絕緣壽命。這給電氣絕緣設(shè)計(jì)帶來(lái)困難,也是導(dǎo)致電氣設(shè)備過(guò)早失效的主要原因之一。所以需要研發(fā)新的絕緣材料的加速老化試驗(yàn)裝置,以

2、適應(yīng)新的應(yīng)用環(huán)境下絕緣材料壽命評(píng)估的需要。在絕緣材料和結(jié)構(gòu)的加速老化過(guò)程中,電應(yīng)力是極其重要的老化加速因子,包括脈沖波形、脈沖上升時(shí)間、幅值、頻率等。脈沖電壓壽命加速試驗(yàn)中要求脈沖上升時(shí)間盡可能短,當(dāng)其作用在絕緣系統(tǒng)上后,對(duì)其波形及其參數(shù)的測(cè)量與控制對(duì)壽命的評(píng)估具有重要的影響,也是脈沖加速試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于脈沖加速老化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,存在高壓電場(chǎng)干擾,以及隨機(jī)高壓放電造成的強(qiáng)干擾,給波形測(cè)量帶來(lái)很大的困難。而高檔的示波器能夠?qū)崿F(xiàn)波形參

3、數(shù)的測(cè)量,但無(wú)法專(zhuān)門(mén)針對(duì)加速試驗(yàn)所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理和分析。所以在試驗(yàn)裝置的研制階段,就需要有適合的實(shí)驗(yàn)輔助工具,用以實(shí)時(shí)測(cè)量高壓脈沖信號(hào)源參數(shù)和快速分析測(cè)量數(shù)據(jù)。并且為了快速評(píng)估脈沖波形控制算法的性能,需要實(shí)驗(yàn)輔助工具具有快速識(shí)別典型輸入信號(hào)參數(shù)和評(píng)估控制系統(tǒng)性能的功能。
　　 本文主要研究絕緣材料脈沖加速老化試驗(yàn)中的波形測(cè)量與數(shù)據(jù)處理技術(shù),以及試驗(yàn)過(guò)程所需的各種識(shí)別算法。并且應(yīng)用針對(duì)這些識(shí)別算法,提出了SOPC技術(shù)和AR

4、M處理器平臺(tái)相結(jié)合的一種實(shí)驗(yàn)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,具體工作內(nèi)容如下：⑴構(gòu)造以ARM處理器和FPGA為核心的硬件系統(tǒng),并通過(guò)選擇價(jià)格低廉的SRAM和ADC器件,在硬件性能上實(shí)現(xiàn)了400MHz的采樣數(shù)據(jù)存取性能和2MB的采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)深度。⑵提出了一種通過(guò)計(jì)算基波有效值來(lái)識(shí)別典型信號(hào)類(lèi)型的算法,并采用最小二乘法評(píng)估了正弦波、單／雙極性方波、單／雙極性矩形波、三角波等典型信號(hào)的參數(shù),提出了運(yùn)用本系統(tǒng)評(píng)估控制系統(tǒng)性能的方法,最后通過(guò)MATLAB對(duì)這