基于FPGA的OCT卡爾曼濾波并行處理方法.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)的提出與發(fā)展，數(shù)字化變電站要求互感器具有數(shù)字量的輸出，并具有智能化的特征?；贔araday磁光效應(yīng)的光學(xué)電流互感器具有優(yōu)良的絕緣性能和與電流大小和波形無關(guān)的線性化動態(tài)響應(yīng)能力，適應(yīng)于數(shù)字化變電站的要求。然而在測量小電流時，光學(xué)電流互感器中的光電信號比內(nèi)部噪聲信號小，且光學(xué)電流互感器的實時性要求頗高。另外，OCT在不同的工作環(huán)境下，測量精度受溫度的影響也比較明顯。因此，需要高速地分離光學(xué)電流互感器中的噪聲和信號，在滿足OCT

2、測量精度的同時提高實時性。
　　本文把基于FPGA的OCT卡爾曼濾波并行處理方法作為研究對象，對其進行了數(shù)學(xué)模型的建立、快速卡爾曼濾波算法編程和FPGA實現(xiàn)、溫度-電流采集系統(tǒng)的建立和溫度-電流的關(guān)系的探索等工作。
　　首先闡述了光學(xué)電流互感器的測量原理，敘述了本文采用的OCT結(jié)構(gòu)和噪聲特性。通過噪聲的頻譜特性，分析得到OCT輸出的信噪特性。
　　為了滿足光學(xué)電流互感器信噪特性和實時性要求，提出了一種適于在FPGA上實

3、現(xiàn)的快速卡爾曼濾波算法。在輸入電流分別為交流、直流、交直流三種情況下，建立合適的快速卡爾曼濾波動態(tài)空間模型。基于LabVIEW仿真驗證快速卡爾曼濾波算法在三種情況下濾波的有效性，仿真表明快速卡爾曼濾波能夠有效地對電流進行信噪分離，提高性噪比。
　　基于LabVIEW FPGA硬件，將快速卡爾曼濾波算法在硬件平臺上并行實現(xiàn)。對此算法的離線計算、數(shù)據(jù)存入與讀取、狀態(tài)量后驗估計、濾波結(jié)果處理等模塊進行了重點設(shè)計。利用IP核優(yōu)化技術(shù)，改進