论文 - 图文(7)

山东科技大学学士学位论文 6 总结与展望

5失压或（和）失流； ○6失压失流； ○7失压； ○

8过流结束，失压或（和）失流； ○9过流启动； ○10过流确认； ○11电压恢复； ○12确认恢复； ○

13确认无压或无流； ○

14确认空闲状态； ○

15确认断路器动作； ○

16确认断路器恢复； ○

17励磁周期结束，电流、电压恢复； ○

18在励磁周期结束时仍过流； ○

4.3 FIR滤波算法

滤波器就广义而言就是一个装置或系统，用于对输入信号进行某种加工处理，以达到取得信号中的有用信息而去掉无用成分的目的。滤波器有两种形式一种就是传统的模拟式滤波器，另一种就是数字式滤波器。数字式滤波器是用有限的精度算法实现的离散时间线性非时变系统，作为是直接对输入信号的离散值进行滤波计算，形成一组新的采样序列，然后根据

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新采样值进行参数计算，模拟滤波器和数字滤波器的流程见图16。

连续型输入信号x(t) 滤波输出信号y(t) 模拟滤波器 采样量化 y(n) 计算

模拟式滤波器基本流程图

连续型输入信号x(t) 采样量化 x(n) 数字滤波器 y(n) 计算

数字式滤波器基本流程图

图16 两种滤波器流程示意图

数字滤波器一般有如下差分方程：

y(n)??akx(n?k)??bkx(n?k) （4-9）

kkN?1N?1其中，y(n)是输出序列，x(n)是输入序列，ak、bk是滤波系数。 令bk=0，则有

y(n)??akx(n?k) （4-10）

kN?1 28

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这便是FIR滤波器差分方程。

FIR滤波器的优点是显而易见的:首先它可以在幅度特性随意设计的同时，保证精度、严格的线性相位；它的单位脉冲响应h(n)是有限长序列，因此FIR滤波器没有不稳定的问题；并且FIR滤波器一般为非递归结构，因此在有限精度运算下，不会出现递归型结构中的极限振荡等不稳定现象，误差较小。

FIR滤波器的一大优点就是它具有严格的线性相位特性。常用FIR滤波器设计采用窗函数法，论文采用FIR数字滤波器作为采集的信号数字量的低通滤波。因为FIR可用下式表示:

Y(N)?h(0)x(n)?h(1)x(n?1)?……?h(N?1)x(n?N?1)

其中h(0)，h(1)?h(N一1)为滤波器系数，而h(n)的频率响应为H(ej?),即:

H(e)??h(n)e?j? （4-11）

j?nN?1FIR滤波器要具有线性相位的充分必要条件是单位冲激响应的h(n)序列以n=(N一1)/2为偶对称中心，时间延时?等于h(n)长度(N一l)的一半，即为?=(N一l)/2个抽样周期。

对于窗函数的设计可以根据不同的方法设计得到。窗函数序列一般用来截取无限长的频率特性，使之成为有限长的频率特性并能逼近无限长频率特性[29][30]。

理想矩形窗函数的频域表达式为:

WR(e)??ej?n?0N?1?j?n?eN?1?j?()2sin(?N?2) （4-12）

sin()229

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5 软件设计

5.1 主程序

首先进行系统初始化(包括AT91RM9200和TMS20LF407A的初始化、RTL8019AS芯片工作模式等)，A/D一直采集交流电压电流，DSP处理后读入双口RAM。ARM9内部嵌入时钟电路，预先设定好系统时钟，在发生秒定时中断时，读取外部开关位置状态量和双口RAM中的数据。根据读入ARM9中数据来判断是否发生故障。如果发生故障则判断故障类型并定位，然后通过以太网上传报警，并对故障进行处理。当秒定时中断次数达到所设定的刷新次数，则命令DSP再进行一次数据采集和计算。主程序流程图如下图所示。

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开始 系统初始化 开中断 A/D数据采集 写双口RAM 故障？ Y 故障类型和故障位置判断 N 故障处理 状态恢复 通信程序 返回

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