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基于Linux的嵌入式谐波检测装置的研究与设计的任务书
任务书
一、背景
谐波是电力系统中一种极具破坏性的电压和电流扰动，它会使系统内磁场波动加剧、电机电力损失增大、不幸者引起电缆过热和断裂等问题。为此，对于电力系统中的谐波进行监测和检测非常重要。嵌入式系统作为一种高性能、可靠性高、体积小、功耗低的计算机系统，能够满足谐波监测和检测系统的需求。因此，本次研究旨在基于Linux的嵌入式系统，设计一种谐波检测装置，以满足电力系统谐波监测和检测的要求。
二、研究内容
1.调研现有的电力系统谐波检测技术和装置，分析其优缺点，总结需求特点。
2.学习嵌入式Linux操作系统和ARM核芯片，了解其计算性能和系统结构，为后续设计提供基础知识。
3.设计谐波检测算法，包括谐波频率计算、谐波幅值测量等，并进行仿真和测试，以确保其准确性和可靠性。
4.研究数据采集接口和信号按放电技术，设计数据采集和信号处理电路，为嵌入式系统提供电子信号的输入和处理。
5.基于Linux的操作系统，设计嵌入式系统总体架构，确定硬件结构和软件模块，编写相应的驱动程序和应用程序。
6.进行系统调试和测试，验证系统的功能和性能。
三、研究目标
1.设计一种嵌入式的谐波检测装置，能够准确实时地监测电力系统中的谐波，并且自动报警和记录相关数据。
2.掌握嵌入式Linux操作系统、ARM核芯片的应用技术，提高嵌入式系统开发实践能力。
3.研究出一套可靠的谐波检测算法和数据采集和信号处理技术，为电力系统谐波检测领域的技术发展提供有益探索经验。
四、研究方法
1.文献阅读：通过查阅相关书籍和期刊杂志，学习电力系统谐波检测技术和装置的基本原理和现有研究现状。
2.算法设计和仿真：基于MATLAB平台，进行谐波检测算法的设计和仿真，对算法进行优化和调试。
3.硬件电路设计：选定合适的数据采集和信号处理模块，设计符合需求的硬件电路，完成原理图和PCB设计。
4.软件开发和测试：编写驱动程序和应用程序，完成系统的软件开发。在完成硬件电路的焊接和测试后，进行系统的调试和测试，验证系统的功能和性能。
五、研究进度
第一阶段：2019年09月—2019年10月
调研现有的电力系统谐波检测技术和装置，并对需求特点进行分析。
第二阶段：2019年11月—2020年01月
学习嵌入式Linux操作系统和ARM核芯片的应用技术，进行算法设计和仿真，并进行数据采集和信号处理电路的初步设计。
第三阶段：2020年02月—2020年04月
完成硬件电路和软件模块设计，进行系统的开发和调试。
第四阶段：2020年05月—2020年06月
进行系统的测试和验证，撰写论文。
六、预期成果
1.完成一篇小规模的研究论文，并发表在核心期刊上。
2.设计出一种基于Linux的嵌入式谐波检测装置，完成系统的软硬件开发，并验证系统的功能和性能。
3.掌握嵌入式Linux的应用技术、ARM核芯片的使用和谐波检测算法和数据采集和信号处理技术。
七、研究经费
本研究的经费来源为学者科研启动基金，经费总额为20万元。其中，硬件设备和器材费用为10万元，研究团队成员的劳务费用和研究场地租赁费用等为10万元。
八、研究团队
本团队由导师和4名硕士研究生组成。团队成员均具备电子工程、计算机科学等相关专业的背景，拥有扎实的理论基础和独立的研发能力。
导师：XXX，副教授，博士生导师，主要研究方向为计算机应用技术和智能控制系统。
研究生：A、B、C、D，均为硕士研究生，具备良好的计算机技术背景和电子电路设计能力。