洪 江， 何 勰， 张凯杰

(上海船舶运输科学研究所 航运技术与安全国家重点实验室，上海 200135)

基于FPGA的FFT算法在船舶电站监控中的实现

洪 江， 何 勰， 张凯杰

(上海船舶运输科学研究所 航运技术与安全国家重点实验室，上海 200135)

针对船舶电站监控系统的特点及其对参数实时监控的要求，提出基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)算法，并将其应用到船舶电站监控系统中。为验证FFT算法在检测识别船舶电压信号方面的有效性，分别在FPGA和MATLAB平台上对船舶电力系统中的电压三次谐波函数信号进行FFT计算。在FPGA中得到的运算结果与MATLAB中得到的运算结果基本一致，表明基于FPGA的FFT算法能有效识别出不同频率的信号成分，在船舶电站监控中对参数检测具有较好的应用价值。

FFT；FPGA；蝶形运算；谐波分析

0 引 言

数字信号处理技术在实际工程中具有非常广泛的应用，数字信号的处理主要采用时域法(即数字滤波)和频域法(即频谱份分析)2种方法。离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform, DFT)是信号处理中最常用的算法之一，在信号处理领域起着核心作用。基于DFT优化改进的快速傅里叶变换算法(Fast Fourier Transform，FFT)已成为数字信号处理的最基本技术之一，已广泛应用于频谱分析、数字滤波、图像处理、语音识别和无线保密通信等领域中。

随着船舶电站监控系统逐渐向智能化方向发展，对电站监控的快速性、实时性和可靠性提出了更高的要求。将基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的FFT算法运用到船舶电站监控设备中能较好地满足该要求，较好地提升整个船舶电站监控的智能化水平。……