Adaptacyjny pomiar częstotliwości sieci energetycznej w systemie pomiarowym z procesorem sygnałowym TMS320C32

Pomiar częstotliwości, jako jednego z podstawowych parametrów sygnału elektrycznego, stanowi ważny problem w ocenie jakości energii elektrycznej. Pośród wielu metod dotychczas opracowanych, większość bazuje na bardzo prostych obliczeniach z uwagi na łatwość implementacji w urządzeniach pomiarowych. Stwarza to jednak niebezpieczeństwo wystąpienia błędu podczas pracy z sygnałami o dużych wahaniach parametrów oraz zmienności wartości częstotliwości w czasie. Precyzyjny pomiar w takich warunkach wymaga zastosowania wielu skomplikowanych obliczeń i możliwy jest obecnie dzięki coraz szerzej dostępnej technice procesorów sygnałowych. Te specjalizowane układy pozwalają na wykonanie wielu różnych operacji oraz uzyskanie wyniku w bardzo krótkim czasie. W artykule przedstawiona jest metoda wykorzystująca procesor TMS320C32 firmy Texas Instruments wbudowany w układ pomiarowy. Dotychczas prezentowane metody nie poruszały możliwości pomiaru częstotliwości z wykorzystaniem algorytmów filtrów adaptacyjnych. W celu wykorzystania ich do pomiaru częstotliwości konieczna jest modyfikacja struktury oraz wprowadzenie kryterium oceny dopasowania sygnałów. Zbudowany algorytm wykorzystuje filtrację FFT we wstępnym etapie pracy oraz przekształcenia wynikające z modelu Prony'ego do celu parametryzacji sygnałów. Dodatkowo w celu przyspieszenia działania algorytmu została opracowana metoda najszybszego spadku, dobierająca minimalną liczbę sygnałów referencyjnych do porównania. Skuteczność przedstawionej metody została poparta badaniami symulacyjnymi i badaniami podczas pracy z rzeczywistym źródłem sygnału.

---

Measurement of the main frequency is a very important problem in a quality estimation of electrical energy. In a many developed methods, most of them is based on a very easy calculations because of easily to implement on measuring instruments. Because of that there is a danger of mistakes when signal has a big distortions or frequency changes in a measurement time. In this case precise algorithm can use techniques based on digital signal processors. Those specialized microchips allow to preform many complicated calculations in a short time. In this paper method will be presented with processor Texas Instruments TMS320C32. Methods, which are developed nowadays, did not use algorithm based on adaptative filters. To implement this method we need to modify structure of the filter and design estimation criterion of adjusted signals. Builded algorithm uses FFT filtration in a first sequence and method based on Prony 's model to parametrise input signals. To accelerate calculations we delivered fastest fall down method, which generate minimal number of reference signals. Efectiveness of developed method were proved thru simulations and working on a real generated signal.