ARM+FPGA协作的电能质量分析仪设计：高精度解决方案

本文档探讨了基于ARM+FPGA的电能质量分析仪设计，旨在应对电力系统中日益严重的电能质量问题。随着电力电子技术的发展，非线性负荷和冲击性负荷的增加导致电网谐波增多，电能质量下降，这对电力系统的稳定性和经济性造成了负面影响。传统的单片机在处理实时性、数据量和复杂算法方面存在局限，无法满足现代电能质量分析的需求。 ARM处理器以其强大的控制、事务管理和通信能力成为设计中的关键部分，它提供高效的任务管理和高级别软件支持。同时，FPGA（Field-Programmable Gate Array）因其灵活性和并行计算能力被选中，可以实现实时的高速计算，执行复杂的FFT（Fast Fourier Transform）算法来精确测量和分析电能质量参数，如电压波形中的谐波。 设计的核心思想是结合ARM的软件处理能力和FPGA的硬件加速，通过软硬件协同设计，构建一个小型、低功耗的电能质量分析系统。系统能够快速、高精度地检测和分析电能质量，包括电压的频率成分分析，这对于电网的维护和治理至关重要。通过实例测试，证明了该设计的有效性和实用性，对于提升电力系统的可靠性和整体经济效益具有实际意义。 本文的研究不仅填补了电力系统对高性能电能质量分析仪的需求空白，也为其他领域的实时监控和数据分析提供了新的设计思路和技术方案。在未来，随着电力电子技术和信息技术的进一步融合，基于ARM+FPGA的电能质量分析仪有望在电力系统中发挥更大的作用。