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基于ARM硬件实现的谐波检测系统的研究与设计的开题报告
一、选题背景与意义
随着电网建设新的规划和建设，对电网质量的要求也越来越高。谐波对电力系统产生的影响不断加剧，如谐波引起的电网压力失真、电力设备短寿命、间隔跳闸等，因此需对电网中的谐波进行实时监测和分析，以确保电网的正常运行及质量。
实时监测电网中的信号是电力系统质量分析的一个重要方面，其中，谐波监测是其中的一个关键技术。谐波测试仪器用于检测电网中的谐波水平及其频谱特性，并在检测结果和谐波属性诊断等方面具有广泛的应用前景。
传统的谐波检测系统多采用以计算机作为控制中心，然后将信号经过宽带调理电路接入到计算机进行处理。但是这种方式体积较大、成本较高，且功耗较高，在实际应用中并不太方便。因此，本课题选用基于ARM硬件实现的谐波检测系统，能够在较小的体积、成本和功耗限制下完成谐波检测的任务。
二、研究的内容和目标
本课题旨在设计并实现一种基于ARM硬件的实时谐波检测系统。具体研究内容和目标如下：
1.目标一：设计谐波检测系统硬件平台
基于ARM的硬件平台，设计采集、处理和显示电网信号的三个模块。其中，采集模块主要负责采集电网信号，处理模块负责对采集的信号进行谐波分析，显示模块则将结果显示出来。
2.目标二：实现谐波分析算法
设计并实现稳健的数学模型和信号处理算法，以分析采集到的谐波信号，并采用高精度的数据采集和数字化处理技术，能够实时准确地检测到谐波信号。同时提高数据处理速度，以更好地实现实时监测电网中的谐波信号。
3.目标三：实现PC与运行在ARM上的驱动程序的通信
配置PC上运行的软件，与运行在ARM上的驱动程序进行通讯。通过总线方式进行数据传输，方便后续的数据处理和分析工作。同时，软硬件界面的设计是本项目开发的关键性工作之一。
4.目标四：系统测试和性能评估
对实现后的谐波检测系统进行全面测试和性能评估，包括系统的灵敏度、精度、采集速度和系统稳定性等指标。根据测试结果进一步改善系统的性能和功能。
三、研究的技术路线
1.硬件平台设计：基于ARM9处理器为核心，设计数据采集卡、数据处理、界面显示等硬件模块。
2.谐波分析算法：基于快速傅里叶变换（FFT）算法和谐波分解原理，设计适合本系统的谐波分析算法。
3.软件设计：编写硬件与软件之间的通讯驱动程序和应用程序，实现系统的数据采集、处理和显示功能。
4.系统测试：对系统进行整体测试和性能评估，包括数据采集速度、采集精度、系统稳定性等指标。
四、预期成果及意义
本文研究的基于ARM硬件实现的谐波检测系统可以较为精确地、实时地检测电网中的谐波信号，预期在电力系统质量分析、电力设备容量规划、电力质量分析等方面具有广泛的应用前景。同时，该研究成果还可加深人们对电网质量分析方面的认识，为电网构建提供更为安全、可靠的基础设施，为电网高效运转，保障人们的用电安全提供有力支持。