基于嵌入式Web Server的SVC实时控制器的设计与实现

摘要

随着计算机技术和微电子技术的迅猛发展，使得Internet已经成为社会发展中最重要的基础设施之一。Internet的普及与发展使得物网时代已经走进了人们的日常生活，同时也为工业控制信息的共享提供了有力的网络保障。另一方面，国民经济的迅猛发展，电力网负荷急剧增大，感性无功也与日俱增。结合无功补偿与Internet信息共享，构建一个基于Web Server的静态无功补偿(SVC，Static Var Compensator)实时控制器成为了本文的主要研究的内容。
　　本文根据SVC控制系统的实际需求，结合模块化的思想，利用Web Server及多核处理技术，构建了一个基于Web Server的SVC实时控制器。根据高内聚低藕合的模块化设计原则，控制器的控制功能被划分给多个处理单元。模拟采样及计算单元由数字信号处理器(DSP, Digital Signal Processor)来实现，并根据瞬时无功算法计算电网参数实现动态无功补偿;现场的人机交互单元及Web Server单元由ARM920T内核的微处理器来实现;所有控制器内部控制逻辑单元由现场可编程逻辑器件(CPLD，ComplexProgrammable Logic Device)按照统一编址原则来实现。系统软件设计方面结合实时操作系统(RTOS，Real Time Operating System)思想，设计了一个基于中断的多任务多优先级的调度策略，根据不同等级的实时性要求对系统功能划分为事件处理模式或消息处理模式。事件处理模式可立刻反映并执行，消息处理模式是当产生消息并没有事件发生时执行，这样的调度策略非常适合周期性与非周期性任务调度的结合的系统。
　　最后本文根据SVC控制器补偿方式的要求，进行了相应触发角度的实验，验证了补偿触发角度的正确性，并对今后的需要做的工作做了说明。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要工作

第2章 相关技术简介

2．1 实时操作系统RTOS思想运用

2．1．1 任务控制块(TCB)

2．1．2 任务调度

2．1．3 事件消息处理

2．2 Web Server

2．3 CGI

2．3．1 CGI概述

2．3．2 CGI处理

2．3．3 CGI接口标准

2．4 HTTP协议

2．4．1 HTTP数据包类型

2．4．2 HTTP协议的特点

2．5 Socket简介

2．5．1 Socket类型

2．5．2 Socket函数分析

2．6 嵌入式Linux

2．7 本章小结

第3章 SVC控制器总体方案设计

3．1 SVC控制补偿原理

3．2 SVC控制系统总体框架

3．3 SVC实时控制器模块化设计方案

3．3．1 系统结构化分析与模块化设计

3．3．2 控制器内部详细设计

3．4 SVC实时控制器总体设计的关键

3．4．1 SVC实时控制器人机交互部分

3．4．2 SVC实时控制器实时补偿部分

3．5 本章小结

第4章 SVC控制器硬件实现

4．1 硬件整体结构设计

4．2 模拟采样及控制角度的DSP硬件实现

4．3 人机交互及Web Server的ARM硬件实现

4．4 DSP与ARM共享的实现

4．5 ADC采集卡的实现

4．6 本章小结

第5章 SVC控制器软件实现

5．1 基于中断的多任务多优先级任务的调度研究设计

5．1．1 可调度的条件

5．1．2 事件与消息驱动的实现

5．1．3 回调函数

5．1．4 中断任务处理流程

5．2 DSP软件实现

5．3 ARM软件实现

5．3．1 人机交互部分的实现

5．3．2 Web服务器功能实现

5．4 CPLD软件设计与实现

5．5 本章小结

第6章 实验分析

6．1 实验波形及数据分析

6．2 本章小结

第7章 结束语

参考文献

致谢