基于FPGA的弓網電弧模擬裝置多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著高速電氣化鐵路的快速發(fā)展和列車運行速度的不斷提升，鐵路牽引供電系統(tǒng)中弓網離線電弧造成的電氣燒傷事故越來越頻繁，受流問題是制約電氣化鐵路提速瓶頸之一，弓網離線電弧是高速列車受流的關鍵因素。我國迫切需要研制出適合我國國情的高速接觸網檢測列車和高速接觸網檢測設備，為了研究電弧的發(fā)生機理，檢測弓網離線電弧的電氣參數(shù)，根據(jù)現(xiàn)有的弓網電弧模擬裝置，展開了基于FPGA的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計，對弓網的接觸壓力、電流、電壓和光四個物理參數(shù)進行同步

2、采集和儲存。
　　針對弓網電弧模擬裝置的結構和檢測的數(shù)據(jù)需求，分析原有基于DSP處理器數(shù)據(jù)采集在運行速度以及擴展性方面存在的不足，設計了以Altera CycloneⅣEP4CE30 FPGA為核心芯片的硬件平臺，其中硬件系統(tǒng)包括了AD9280轉換電路，模擬信號調理電路，電源模塊，以及基于CY7C68013的USB總線傳輸電路。軟件系統(tǒng)包括了FPGA控制程序、USB固件程序以及虛擬儀器程序，系統(tǒng)采用了Slave FIFO數(shù)據(jù)傳輸模

3、式，并對AD采集、USB控制和FIFO傳輸進行了Modelsim時序仿真，證明了多通道數(shù)據(jù)同步采集時序設計的有效性，其中USB固件設計在Keil3環(huán)境下開發(fā)完成，保證了USB總線的高速穩(wěn)定傳輸，同時基于MFC設計了儲存數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)顯示的上位機程序。
　　最后系統(tǒng)對弓網電弧模擬實驗裝置進行了實際測量，采用SignalTapⅡ邏輯分析儀調試FPGA系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的性能，并且將采集到的實際的弓網參數(shù)通過USB總線傳輸?shù)缴衔粰C軟件中，實現(xiàn)對