諧波測(cè)量分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、. “虛擬儀器技術(shù)“課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(三)題目：諧波測(cè)量分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)隨著科學(xué)技術(shù)的開展，各種電子產(chǎn)品在電力系統(tǒng)中得到大量應(yīng)用，特別是各種非線性負(fù)載包括可控整流傳動(dòng)裝置及高壓直流輸電系統(tǒng)的投入，以及各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益廣泛，理想電力系統(tǒng)的近似程度變差，直接表現(xiàn)是電網(wǎng)中的電壓和電流波形產(chǎn)生周期性畸變。電網(wǎng)中除了與供電電源同頻率的正弦量(稱為基波分量)以外，還出現(xiàn)了一系列大于基波頻率整倍數(shù)的正弦波分量(高次諧波分量)。這一系列正弦分量統(tǒng)稱為電力諧波。當(dāng)電網(wǎng)中存在的諧波成分超過(guò)一定指標(biāo)，輕者增加能耗，縮短設(shè)備運(yùn)行壽命，重則造成停電事故，直接影響平安生產(chǎn)

2、。所以，對(duì)電網(wǎng)中諧波含量準(zhǔn)確的測(cè)量，確切掌握電網(wǎng)中諧波的實(shí)際狀況，對(duì)于防止諧波危害、維護(hù)電網(wǎng)的平安運(yùn)行是十分必要的。LabVIEW具有強(qiáng)大的信號(hào)分析與數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，在它的數(shù)學(xué)分析庫(kù)中包含了數(shù)以百計(jì)的VI 程序，能夠進(jìn)展各種時(shí)域與頻域信號(hào)分析。本課題通過(guò)虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)一種諧波測(cè)量分析系統(tǒng)。本課題中系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)采用虛擬儀器技術(shù)的思想，選擇開放式的LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)，將LabVIEW軟件引入到諧波測(cè)量分析系統(tǒng)中，能模擬測(cè)量低壓配電系統(tǒng)的基波電流，基波頻率，總畸變率THD、thd，231次各次諧波電流含有率等參數(shù)。具體指標(biāo)與要求如下：(一) 要求設(shè)計(jì)一

3、個(gè)通道的正弦信號(hào)發(fā)生器以模擬實(shí)際電流，具體要求為：1、頻率圍：0.001Hz100KHz；2、幅值：0200A，可選；3、直流偏置：0100V，可選；4、可調(diào)整幅值、相位、頻率；調(diào)整后無(wú)須重新啟動(dòng)提示：用循環(huán)構(gòu)造；5、在產(chǎn)生的信號(hào)中可以參加高斯噪聲。(二) 諧波測(cè)量分析系統(tǒng)能模擬測(cè)量低壓配電系統(tǒng)的基波電流，基波頻率，總畸變率THD、thd，231次各次諧波電流含有率、直流含量等參數(shù)。(三) 諧波測(cè)量分析系統(tǒng)可以對(duì)產(chǎn)生的正弦信號(hào)進(jìn)展頻譜分析，得到相關(guān)的頻譜圖。四所有測(cè)量分析的參數(shù)都要在系統(tǒng)前面板中進(jìn)展顯示，所產(chǎn)生的正弦信號(hào)及其頻譜圖要求分別進(jìn)展波形顯示。諧波分析原理：對(duì)于周期為的電流諧波信號(hào)進(jìn)展

4、傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率一樣的電流分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的電流分量，如下式所示：，() (1)其中，稱為次電流諧波，稱為次電流諧波的幅值，諧波頻率與基波頻率的比值()稱為諧波次數(shù)。求模擬信號(hào)連續(xù)頻譜的一般方法是對(duì)它做傅立葉變換：(2)用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)傅立葉變換的數(shù)學(xué)根底是離散傅立葉變換(DFT)。離散傅立葉變換的數(shù)學(xué)表達(dá)式為(3)電流總畸變率和： (4) (5)其中稱為次電流諧波的幅值，為基波電流的幅值，為周期性交流量方均根值。諧波含有率指第n次電流諧波的rms值與基波電流rms值的比率，即 (6)二、課程設(shè)計(jì)目的通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)使學(xué)生具備：1了解現(xiàn)代儀器科學(xué)與技術(shù)的開

5、展前沿；2學(xué)習(xí)和掌握虛擬儀器系統(tǒng)組成和工作原理；3掌握虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件設(shè)計(jì)方法與調(diào)試技巧；4培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力和運(yùn)用知識(shí)的能力；5提高學(xué)生的論文撰寫和表述能力；6培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)；7培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和運(yùn)用知識(shí)的能力。三、課程設(shè)計(jì)要求1、了解和掌握整個(gè)虛擬儀器平臺(tái)的系統(tǒng)組成、工作原理、各單元功能和應(yīng)用背景；2、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)展文獻(xiàn)資料的檢索，根據(jù)各種獨(dú)立測(cè)量?jī)x器的功能和工作原理，確定諧波測(cè)量分析系統(tǒng)的功能，制定設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)虛擬儀器面板；3、利用虛擬儀器LabVIEW軟件，編寫與調(diào)試虛擬儀器的圖形化程序；4、撰寫完整的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、課程設(shè)計(jì)容1、諧

6、波測(cè)量分析系統(tǒng)前面板設(shè)計(jì)；2、諧波測(cè)量分析系統(tǒng)框圖程序設(shè)計(jì)。五、課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求報(bào)告中提供如下容：1、目錄2、正文1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書；2總體設(shè)計(jì)方案(包括虛擬儀器概念與傳統(tǒng)儀器概念主要區(qū)別，虛擬儀器LabVIEW圖形化程序的組成和特點(diǎn)，為什么選擇虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件開發(fā)平臺(tái)來(lái)設(shè)計(jì)諧波測(cè)量分析系統(tǒng)，諧波測(cè)量分析系統(tǒng)的總體構(gòu)造圖等)；3簡(jiǎn)述所設(shè)計(jì)的諧波測(cè)量分析系統(tǒng)的工作原理及自己的設(shè)計(jì)結(jié)果所實(shí)現(xiàn)的功能，針對(duì)前面板要有操作使用說(shuō)明，以便他人能夠正確使用所設(shè)計(jì)的諧波測(cè)量分析系統(tǒng)；4程序流程圖、框圖程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)方法等；5調(diào)試、運(yùn)行及其結(jié)果；要求有諧波測(cè)量分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)的源程序和運(yùn)行結(jié)果等

7、。3、收獲、體會(huì)4、參考文獻(xiàn)六、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排本課程設(shè)計(jì)共需1周時(shí)間，其具體安排見(jiàn)下表:時(shí) 間上午下午星期一課程設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)、布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)查找與消化相關(guān)資料、總體方案設(shè)計(jì)星期二軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)星期三軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)星期四系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試及性能分析與總結(jié)、撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告星期五完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告并上交辯論七、課程設(shè)計(jì)考核方法本課程設(shè)計(jì)總分值為100分，從課程設(shè)計(jì)平時(shí)表現(xiàn)、課程設(shè)計(jì)報(bào)告及課程設(shè)計(jì)辯論三個(gè)方面進(jìn)展評(píng)分，其所占比例分別為20%、40%、40%。 摘要近年來(lái)，由于電力電子技術(shù)的飛速開展，各種電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，諧波所造成的危害也日趨嚴(yán)重。電力系統(tǒng)部諧波會(huì)使電氣設(shè)備過(guò)熱，絕緣老化，

8、使用壽命縮短。同時(shí)還會(huì)引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。并引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂，嚴(yán)重影響電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率。對(duì)于電力系統(tǒng)外部，諧波對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。為了解決電力電子裝置和其他諧波源的諧波污染問(wèn)題，對(duì)諧波的檢測(cè)就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的電能量參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)由于以硬件為核心，體積龐大，功能單一，已無(wú)法滿足日漸復(fù)雜的電力參數(shù)測(cè)試。本文采用虛擬儀器的思想，將傳統(tǒng)的別離硬件儀器功能進(jìn)展集成，充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，用軟件實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)諧波的測(cè)試。 目錄摘要TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1

9、551 41 序言 TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 PAGEREF _Toc1551 5TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 TOC o 1-1 h u TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 1.1 諧波研究背景 PAGEREF _Toc1551 5 1.2電力系統(tǒng)諧波測(cè) TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 PAGEREF _Toc1551 52虛擬儀器介紹TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 6 2.1虛擬儀器的定義及組成TO

10、C o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 6 2.2 虛擬儀器的特點(diǎn)TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 92.3 LabVIEW平臺(tái)設(shè)計(jì)諧波測(cè)量分析系統(tǒng)TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 113 諧波測(cè)量分析系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 13 3.1 程序設(shè)計(jì)TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 13 3.1.1 前面板程序Front PanelTOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 14

11、 3.1.2框圖程序Block DiagramTOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 15 3.2流程圖TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 16 3.3諧波測(cè)量分析系統(tǒng)的總體構(gòu)造圖TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 16 3.4 諧波測(cè)量分析系統(tǒng)的工作原理及功能TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 174 經(jīng)歷及結(jié)論 TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc1551 185 參考文獻(xiàn)TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc15

12、51 19引言1.1諧波研究背景一般而言，理想電力系統(tǒng)應(yīng)具有單一頻率、單一波形、假設(shè)干電壓等級(jí)的電能屬性。當(dāng)電壓、電流為同樣波形、同頻、同相位時(shí)為電能傳輸?shù)淖罡咝誓Ｊ?。這同樣也是電力產(chǎn)品生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換力求保證的最正確電能形式。雖然，在以往的電力系統(tǒng)中正弦波形被畸變的現(xiàn)象就已存在，但由于其功率相對(duì)不大，因而危害并不明顯。但是，隨著電力電子技術(shù)的飛速開展，各種電力電子裝置得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)也給電力系統(tǒng)帶來(lái)了嚴(yán)重的污染；而現(xiàn)代工商業(yè)的用電設(shè)備也對(duì)電能質(zhì)量提出了更高的要求。因此，如何正確檢測(cè)諧波，進(jìn)而抑制電網(wǎng)諧波，提高電能質(zhì)量已成為當(dāng)今電工學(xué)科研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。1.2 電力系統(tǒng)諧波的檢測(cè)電力系統(tǒng)

13、諧波檢測(cè)問(wèn)題是目前電工學(xué)科急需解決的難題之一?，F(xiàn)有諧波檢測(cè)方法按照原理可分為模擬濾波器法、基于傳統(tǒng)功率定義檢測(cè)法、基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的檢測(cè)法、基于傅里葉變換的檢測(cè)方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)法、基于自適應(yīng)對(duì)消原理的檢測(cè)法、基于小波分析的檢測(cè)法。 2虛擬儀器介紹2.1虛擬儀器的定義及組成虛擬儀器Virtural Instrument, VI的概念是由美國(guó)國(guó)家儀器公司提出來(lái)的，虛擬儀器本質(zhì)上是虛擬現(xiàn)實(shí)一個(gè)方面的應(yīng)用結(jié)果。也就是說(shuō)虛擬儀器是一種功能意義上的儀器，它充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，在根本硬件的支持下，利用軟件完成數(shù)據(jù)的采集、控制、數(shù)據(jù)分析和處理以及測(cè)試結(jié)果的顯示等，通過(guò)軟、硬件的配

14、合來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的各種功能，大大的突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳送、存儲(chǔ)等方面的限制，使用戶可以方便地對(duì)儀器進(jìn)展維護(hù)、擴(kuò)展和升級(jí)。虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的儀器，計(jì)算機(jī)和儀器的嚴(yán)密結(jié)合是目前儀器開展的一個(gè)重要方向，虛擬儀器就是在通過(guò)計(jì)算機(jī)上加一組軟件和硬件，使得使用者在操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)時(shí)，就像是在操作一臺(tái)自己設(shè)計(jì)使用的專用的傳統(tǒng)電子儀器。在虛擬儀器系統(tǒng)中，硬件僅僅是為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入、輸出，軟件才是整個(gè)儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵。任何一個(gè)使用者都可以通過(guò)修改軟件的方法，很方便的改變、增減儀器系統(tǒng)的功能與規(guī)模，所以有“軟件就是儀器之說(shuō)。虛擬儀器的根本構(gòu)成包括計(jì)算機(jī)、虛擬儀器軟件、硬件接口模塊等，其中，硬件接口

15、模塊可以包括插入式數(shù)據(jù)采集卡DAQ、串/并口、IEEE488接口GPIB卡、V*I控制器以及其他接口卡。目前較為常用的虛擬儀器系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)、GPIB儀器控制系統(tǒng)、V*I儀器系統(tǒng)以及這三者之間的任意組合。一般來(lái)說(shuō), 虛擬儀器是由通用儀器硬件平臺(tái)(簡(jiǎn)稱硬件平臺(tái)) 和應(yīng)用軟件兩大局部構(gòu)成的。1虛擬儀器的硬件平臺(tái)構(gòu)成虛擬儀器的硬件平臺(tái)有兩局部。(1) 計(jì)算機(jī)。一般為一臺(tái)PC 機(jī)或工作站, 是硬件平臺(tái)的核心;(2) I/ O 接口設(shè)備。I/ O 接口設(shè)備主要完成被測(cè)輸入信號(hào)的采集、放大、模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換。不同的總線其相應(yīng)的I/ O 接口硬件設(shè)備,如利用PC 機(jī)總線的數(shù)據(jù)采集卡/ 板(DAQ) 、GP

16、IB 總線儀器、V*I 總線儀器模塊、串口總線儀器等。虛擬儀器的I/ O 接口設(shè)備主要有5 種類型。PC -DAQ 系統(tǒng)。PC - DAQ 系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)采集板、信號(hào)調(diào)理電路及計(jì)算機(jī)為儀器硬件平臺(tái)組成的插卡式虛擬儀器系統(tǒng)。這種系統(tǒng)采用PCI 或計(jì)算機(jī)本身的ISA 總線, 將數(shù)據(jù)采集卡/ 板(DAQ) 插入計(jì)算機(jī)的空槽中即可。GPIB系統(tǒng)。V*I 系統(tǒng)。P*I 系統(tǒng)。串口系統(tǒng)。它們分別是以其自身的標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計(jì)算機(jī)為儀器硬件平臺(tái)組成的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)。2虛擬儀器的軟件目前的虛擬儀器軟件開發(fā)工具主要有如下兩類:文本式編程語(yǔ)言: 如Visual C + + , Visual Basic , Lab2

17、Windows/ CVI 等。圖形化編程語(yǔ)言: 如LabVIEW,HPVEE 等。這些工具為用戶設(shè)計(jì)虛擬儀器應(yīng)用軟件提供了最大限度的方便條件與良好的開發(fā)環(huán)境。虛擬儀器的最大特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)資源與儀器硬件,DSP技術(shù)相結(jié)合，在系統(tǒng)共享軟硬件資源，打破了以往由廠家定義儀器功能的模式，由用戶自己定義儀器功能。在虛擬儀器中，使用一樣的硬件系統(tǒng)，通過(guò)不同的軟件編程，就可以實(shí)現(xiàn)功能完全不同的測(cè)量?jī)x器。傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器系統(tǒng)的比擬如下表所示。傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器系統(tǒng)的比擬傳統(tǒng)儀器虛擬儀器系統(tǒng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)儀器廠商定義用戶自定義系統(tǒng)關(guān)鍵硬件軟件系統(tǒng)更改儀器功能，規(guī)模固定系統(tǒng)功能，規(guī)?？赏ㄟ^(guò)軟件修改，增減系統(tǒng)連接系統(tǒng)封閉

18、，與其他設(shè)備連承受限開放的系統(tǒng)，可方便的與外設(shè)，網(wǎng)絡(luò)及其他應(yīng)用連接價(jià)格昂貴低，可重復(fù)使用技術(shù)更新周期510年12年開發(fā)，維護(hù)費(fèi)用高低由此可見(jiàn)，虛擬儀器盡可能采用通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件，同時(shí)能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的特性儀器。2.2 虛擬儀器的特點(diǎn)虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器相比具有以下的特點(diǎn):(1) 具有可變性、多層性、自助性的面板。虛擬儀器的面板可以做到與傳統(tǒng)儀器一樣, 可以有顯示器顯示波形; 有LED指示數(shù)字; 有指針式表頭指示刻度; 有旋鈕、滑動(dòng)條、開關(guān)按鈕; 有報(bào)警指示燈和聲響等等。而虛擬儀器的優(yōu)越之處在于傳統(tǒng)儀器面板上的元器件是硬件, 由廠

19、商設(shè)計(jì)確定, 不可改變地安裝在專用的面板上。而虛擬儀器的面板由計(jì)算機(jī)的顯示器構(gòu)成, 面板上的各種顯示控制元件是軟件圖庫(kù)中的各種功能圖形, 由用戶設(shè)計(jì)面板, 調(diào)用圖形塊, 用戶可以不受“標(biāo)準(zhǔn)件和“加工工藝限制,隨意增、刪、移動(dòng)元器件, 變化尺寸、色彩等等。還可以制作多層下拉面板, 幫助文件等等, 做出遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)儀器的全漢化、生動(dòng)美觀、界面友好的面板。(2) 強(qiáng)大的信號(hào)處理能力用適當(dāng)?shù)挠布涌陔娐? 對(duì)信號(hào)進(jìn)展采集、放大、濾波、隔離、A/ D 轉(zhuǎn)換后,虛擬儀器就可以靈活、充分地利用通用計(jì)算機(jī)的大量實(shí)用軟件工具, 對(duì)信號(hào)進(jìn)展各種計(jì)算、分析、判斷、處理、圖形或數(shù)字顯示, 經(jīng)D/ A 轉(zhuǎn)換后控制執(zhí)行器

20、件的動(dòng)作。(3) 功能、性能、指標(biāo)可由用戶定義即可以根據(jù)用戶的不同要求對(duì)同一儀器的功能、性能、指標(biāo)進(jìn)展修改或增刪, 徹底打破了傳統(tǒng)儀器一經(jīng)設(shè)計(jì)、制造完成后, 其功能、性能、指標(biāo)不可改變的封閉性、單一性。另一方面也可以將多種儀器的功能、性能、指標(biāo)等以軟件的形式集成在一個(gè)“功能軟件庫(kù)虛擬儀器庫(kù), 通過(guò)它們的不同組合以及與各種不同類型的硬件接口搭配, 使得在一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)上就可實(shí)現(xiàn)各種儀器的不同功能, 大大提高了儀器功能的靈活性, 甚至可以進(jìn)展非常復(fù)雜性的測(cè)試工作。(4) 具有標(biāo)準(zhǔn)的、功能強(qiáng)大的接口總線、板卡及相應(yīng)軟件GPIB 通用接口總線( General Purpose InterfacBus)

21、又稱IEEE488 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接口總線, 30 年來(lái)廣泛應(yīng)用于儀器領(lǐng)域。但是只適用于消息基器件的互操作, 不適用于存放器基器件。V*I 總線1987 年被首次推出,迅速成為IEEE1155 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。V*I 硬件的通用性,使任意廠家、各種類型儀器接口不會(huì)發(fā)生電氣和機(jī)械方面的沖突。V*I 總線的開放性, 保證任何系統(tǒng)一旦建立, 將來(lái)仍能得到很好的效用。V*I 能保持每個(gè)儀器之間準(zhǔn)確定時(shí)和同步, 具有40Mbytes/ s 的高數(shù)據(jù)傳輸率。V*I 模塊化儀器被認(rèn)為是虛擬儀器最理想的硬件平臺(tái), 是儀器硬件的開展方向。此外, 還有VISA、PCI 等標(biāo)準(zhǔn)I/ O 卡及其相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)為虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集

22、和控制提供強(qiáng)大支持。(5) 此外, 虛擬儀器還具有開發(fā)周期短、本錢低、維護(hù)方便, 易于應(yīng)用新理論、新算法和新技術(shù),實(shí)現(xiàn)儀器的換代升級(jí)等特點(diǎn)。2.3 LabVIEW平臺(tái)設(shè)計(jì)諧波測(cè)量分析系統(tǒng) 測(cè)試的目的在于獲取被測(cè)對(duì)象的性能、狀態(tài)或特征，所以信號(hào)采集只是測(cè)試工作的第一步。信號(hào)的分析和數(shù)據(jù)處理是構(gòu)成測(cè)試系統(tǒng)的重要組成局部，常用的分析方法可以分為數(shù)學(xué)分析和數(shù)字信號(hào)處理兩大類。LabVIEW提供了容豐富、功能強(qiáng)大的分析節(jié)點(diǎn)，配合出色的數(shù)據(jù)顯示工具，可以完成復(fù)雜的信號(hào)分析和數(shù)據(jù)處理工作。LabVIEW的數(shù)字信號(hào)處理模板包括5個(gè)功能：信號(hào)產(chǎn)生、時(shí)域分析、頻域分析、濾波器和窗函數(shù)。我在做“諧波測(cè)量分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)

23、這個(gè)課題時(shí)，首先想到的就是運(yùn)用虛擬儀器中的LabVIEW來(lái)進(jìn)展該課題的研究。3 諧波測(cè)量分析系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3.1 程序設(shè)計(jì)3.1.1 前面板程序Front Panel3.1.2框圖程序Block Diagram3.2流程圖：3.3諧波測(cè)量分析系統(tǒng)的總體構(gòu)造圖3.4 諧波測(cè)量分析系統(tǒng)的工作原理及功能：由上面所示的框圖程序可以分析得出：整個(gè)框圖程序的上局部由一個(gè)整個(gè)的While循環(huán)構(gòu)成。循環(huán)里面，左邊是一個(gè)通道的正弦信號(hào)發(fā)生器以模擬實(shí)際電流生成波形，可以到達(dá)這樣的要求： 1、頻率圍：0.001Hz100KHz；2、幅值：0200A，可選；3、直流偏置：0100V，可選；4、可調(diào)整幅值、相位、頻率；

24、調(diào)整后無(wú)須重新啟動(dòng)；5、在產(chǎn)生的信號(hào)中可以參加高斯噪聲。中間以及右邊局部模擬測(cè)量低壓配電系統(tǒng)的基波電流，基波頻率，總畸變率THD、thd，231次各次諧波電流含有率、直流含量等參數(shù)。并且可以對(duì)產(chǎn)生的正弦信號(hào)進(jìn)展頻譜分析，得到相關(guān)的頻譜圖，所有測(cè)量分析的參數(shù)都可以系統(tǒng)前面板中進(jìn)展顯示，所產(chǎn)生的正弦信號(hào)及其頻譜圖要求分別進(jìn)展波形顯示?？驁D程序的下面一小局部是使用Control控件的局部變量來(lái)到達(dá)控制它的顯示時(shí)間的連續(xù)性的目的。生成一個(gè)正弦信號(hào)。參加噪聲。諧波失真分析。得出根本平均直流均方根。首先通過(guò)正弦波信號(hào)發(fā)生器模擬實(shí)際電流，并可調(diào)節(jié)幅值、相位、頻率，再產(chǎn)生一個(gè)高斯噪聲信號(hào)，并且將高斯噪聲的采樣

25、信輸入點(diǎn)與正弦波信號(hào)的采樣并連一個(gè)輸入，然后將高斯噪聲與正弦信號(hào)相加得原始電流波形，接著進(jìn)展模擬測(cè)量低壓配電系統(tǒng)的基波電流，將電流原始波形通過(guò)諧波失真分析得到基波頻率與THD以及n次電流諧波幅值，將n次電流諧波幅值通過(guò)數(shù)組索引得基波分量與直流分量，將電流原始波形通過(guò)根本平均直流-均方根，得到周期性交流量方均根值，根據(jù)公式以及得出thd。根據(jù)公式得出各次諧波含有率，為了得到231次各次諧波電流含有率，將各次諧波通過(guò)一個(gè)for循環(huán)以及case構(gòu)造，將for循環(huán)的i加2再加到數(shù)組索引端，case構(gòu)造的分支選擇器標(biāo)簽改為數(shù)字231，將數(shù)組索引的輸出接入case構(gòu)造輸出結(jié)果，最后將n次電流諧波幅值接創(chuàng)立波形函數(shù)的Y端，生成新的頻譜圖。最后將總的程序框圖放入一個(gè)while循環(huán)。通過(guò)stop按