绝缘子泄漏电流分形压缩方法的研究与DSP系统实现

摘要

输电线路是电力电网的重要组成部分，国内外许多的电力事故都是由输电线路故障引发的。对于运行中的输电线路，因表面污秽而引起的闪络是电网安全运行的主要威胁。因此，对电力绝缘子运行状态的实时监测是防止污闪的重要手段。绝缘子泄漏电流是表征绝缘子实时运行状态的重要数据，但其高频特性使得采集的数据量非常大，给数据通信和存储造成了严重的负担，数据压缩能够有效减小数据量，降低传输带宽要求。
　　 为了解决无线传感网络的输电线路监测系统中的巨大数据量带来的通信负担问题，本课题对输电线路监测系统中的分形数据压缩方法进行了深入研究，完成了以下几方面的工作:
　　 首先，本文研究了分形压缩理论及其数学基础，着重研究了Hausdorff距离、分形维数、压缩因子和分形插值等分形压缩理论中的关键问题，并针对泄漏电流信号研究和设计了相应的分形压缩编码和解码方案。
　　 然后，针对泄漏电流特征提出了适合绝缘子泄漏电流的改进分形压缩方法。先采用提升格式的整数小波变换，将原始数据无损分解为多分辨尺度的小波系数，其中包括低频近似小波系数和多分辨率的细节小波系数，然后对于低频近似小波系数利用DPCM方法进行预测编码，而对于细节小波系数运用分形压缩方法进行编码。实验表明这种方法在压缩效果上具有明显的优势。
　　 最后本文介绍了DSP2812的系统结构，以及分形数据压缩编码在DSP2812上的设计，完成了内存空间的分配并给出了数据处理算法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状与发展

1．2．1 数据压缩算法发展现状

1．2．2 分形压缩的研究现状

1．3 论文的主要工作及内容安排

第2章 分形数据压缩的数学基础

2．1 分形学的发展背景

2．2 分形的定义和性质

2．3 分形编码的数学理论

2．3．1 分形维数

2．3．2 分形压缩基本理论

2．4 本章小结

第3章 泄漏电流的分形数据压缩方法

3．1 分形数据压缩方法的基础

3．1．1 迭代函数系统(IFS)

3．1．2 分形插值

3．2 求取分形数据压缩参数

3．2．1 求取仿射变换参数

3．2．2 求取压缩因子Si

3．3 分形数据压缩编码和解码过程

3．3．1 编码过程

3．3．2 解码过程

3．4 本章小结

第4章 基于分形的泄漏电流压缩方法改进

4．1 泄漏电流数据的特征分析

4．2 改进的分形泄漏电流据压缩

4．2．1 泄漏电流数据压缩的基本思路

4．2．2 小波变换与数据压缩

4．2．3 分形压缩数据压缩方法

4．2．4 自适应泄漏电流分形压缩方法

4．3 实验结果与分析

4．3．1 数据压缩指标

4．3．2 实验结果

4．4 本章小结

第5章 分形压缩算法的DSP2812系统实现

5．1 系统硬件的选择

5．2 DSP2812的体系结构

5．2．1 DSP的硬件结构框图

5．2．2 DSPF2812存储器配置结构图

5．3 CCS集成开发环境

5．4 改进算法在DSP中的软件框架

5．5 数据处理算法在DSP上的实现

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 展望与启示

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研情况

致谢