課程設(shè)計---諧波測量分析系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　《虛擬儀器技術(shù)》課程設(shè)計任務(wù)書(三)</p><p>　　題目：諧波測量分析系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　一、課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)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

2、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，直接影響安全生產(chǎn)。所以，對電網(wǎng)中諧波含量準(zhǔn)確的測量，確切掌握電網(wǎng)中諧波的實(shí)際狀況，對于防止諧波危害、維

3、護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行是十分必要的。</p><p>　　LabVIEW具有強(qiáng)大的信號分析與數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，在它的數(shù)學(xué)分析庫中包含了數(shù)以百計的VI 程序，能夠進(jìn)行各種時域與頻域信號分析。</p><p>　　本課題通過虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件開發(fā)平臺，設(shè)計一種諧波測量分析系統(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，將LabVIEW軟件

4、引入到諧波測量分析系統(tǒng)中，能模擬測量低壓配電系統(tǒng)的基波電流，基波頻率，總畸變率THD、thd，2－31次各次諧波電流含有率等參數(shù)。具體指標(biāo)與要求如下：</p><p>　　(一) 要求設(shè)計一個通道的正弦信號發(fā)生器以模擬實(shí)際電流，具體要求為：</p><p>　　1、頻率范圍：0.001Hz～100KHz；</p><p>　　2、幅值：0～200A，可選；</

5、p><p>　　3、直流偏置：0～100V，可選；</p><p>　　4、可調(diào)整幅值、相位、頻率；調(diào)整后無須重新啟動（提示：用循環(huán)結(jié)構(gòu)）；</p><p>　　5、在產(chǎn)生的信號中可以加入高斯噪聲。</p><p>　　(二) 諧波測量分析系統(tǒng)能模擬測量低壓配電系統(tǒng)的基波電流，基波頻率，總畸變率THD、thd，2－31次各次諧波電流含有率、直流含

6、量等參數(shù)。</p><p>　　(三) 諧波測量分析系統(tǒng)可以對產(chǎn)生的正弦信號進(jìn)行頻譜分析，得到相關(guān)的頻譜圖。</p><p>　?。ㄋ模┧袦y量分析的參數(shù)都要在系統(tǒng)前面板中進(jìn)行顯示，所產(chǎn)生的正弦信號及其頻譜圖要求分別進(jìn)行波形顯示。</p><p><b>　　諧波分析原理：</b></p><p>　　對于周期為的電流諧

7、波信號進(jìn)行傅立葉級數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的電流分量，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：</p><p>　　，() (1)</p><p>　　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)。</p><p>　　求模擬信號連續(xù)頻譜的一般方法是對它做

8、傅立葉變換：</p><p><b>　　(2)</b></p><p>　　用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)傅立葉變換的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)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</p><p><b>　　(3)</b></p><p><b>　　電流總畸變率和：</b></p

9、><p><b>　　(4)</b></p><p><b>　　(5)</b></p><p>　　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。</p><p>　　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</p><p><

10、;b>　　(6)</b></p><p><b>　　二、課程設(shè)計目的</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計使學(xué)生具備：1）了解現(xiàn)代儀器科學(xué)與技術(shù)的發(fā)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)用知識的能力；5）提高學(xué)生的論文撰寫和表述能力；6）培

11、養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想、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)用知識的能力。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計要求</b></p><p>　　1、了解和掌握整個虛擬儀器平臺的系統(tǒng)組成、工作原理、各單元功能和應(yīng)用背景；</p><p>　　2、根據(jù)設(shè)計任務(wù)進(jìn)行文獻(xiàn)資料的檢索，根據(jù)各種獨(dú)立測量儀器的功能和工作原理，確定諧波測量分析系統(tǒng)的

12、功能，制定設(shè)計方案和設(shè)計虛擬儀器面板；</p><p>　　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；</p><p>　　4、撰寫完整的課程設(shè)計報告。</p><p><b>　　四、課程設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　1、諧波測量分析系統(tǒng)前面板設(shè)計；</p><p&

13、gt;　　2、諧波測量分析系統(tǒng)框圖程序設(shè)計。</p><p>　　五、課程設(shè)計報告要求</p><p>　　報告中提供如下內(nèi)容：</p><p><b>　　1、目錄</b></p><p><b>　　2、正文</b></p><p>　　（1）課程設(shè)計任務(wù)書；</p

14、><p>　　（2）總體設(shè)計方案(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)平臺來設(shè)計諧波測量分析系統(tǒng)，諧波測量分析系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖等)；</p><p>　?。?）簡述所設(shè)計的諧波測量分析系統(tǒng)的工作原理及自己的設(shè)計結(jié)果所實(shí)現(xiàn)的功能，針對前面板要有操作使用說明，以便他人能夠正確使用所設(shè)計的諧波測量分析系統(tǒng)

15、；</p><p>　　（4）程序流程圖、框圖程序的設(shè)計及功能實(shí)現(xiàn)方法等；</p><p>　　（5）調(diào)試、運(yùn)行及其結(jié)果；要求有諧波測量分析系統(tǒng)設(shè)計的源程序和運(yùn)行結(jié)果等。</p><p><b>　　3、收獲、體會</b></p><p><b>　　4、參考文獻(xiàn)</b></p>&l

16、t;p>　　六、課程設(shè)計進(jìn)度安排</p><p>　　本課程設(shè)計共需1周時間，其具體安排見下表:</p><p>　　七、課程設(shè)計考核辦法</p><p>　　本課程設(shè)計滿分為100分，從課程設(shè)計平時表現(xiàn)、課程設(shè)計報告及課程設(shè)計答辯三個方面進(jìn)行評分，其所占比例分別為20%、40%、40%。 </p>&

17、lt;p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)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)內(nèi)部諧波會使電氣設(shè)備過熱，絕緣老化，使用壽命縮短。同時還會引起電力系統(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)和自動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂，嚴(yán)重影響電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率。對于電

18、力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(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題，對諧波的檢測就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的電能量參數(shù)檢測系統(tǒng)由于以硬件為核心，體積龐大，功能單一，已無法滿足日漸復(fù)雜的電力參數(shù)測試。本文采用虛擬儀器的思想，將傳統(tǒng)的分離硬件儀器功能進(jìn)行集成，充分利用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)，用軟件實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)諧波的測試。</p><p><b>　　目錄</b></p&g

19、t;<p><b>　　摘要 4</b></p><p><b>　　1 序言 5</b></p><p>　　1.1 諧波研究背景5</p><p>　　1.2電力系統(tǒng)諧波測 5</p><p>　　2虛擬儀器介紹 6</p><p>　　2.1虛

20、擬儀器的定義及組成 6</p><p>　　2.2 虛擬儀器的特點(diǎn) 9</p><p>　　2.3 LabVIEW平臺設(shè)計諧波測量分析系統(tǒng) 11</p><p>　　3 諧波測量分析系統(tǒng)的總體設(shè)計 13</p><p>　　3.1 程序設(shè)計 13</p><p>　　3.1.1 前面板程序（Front Pa

21、nel） 14</p><p>　　3.1.2框圖程序（Block Diagram） 15</p><p>　　3.2流程圖 16</p><p>　　3.3諧波測量分析系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖 16</p><p>　　3.4 諧波測量分析系統(tǒng)的工作原理及功能 17</p><p>　　4 經(jīng)驗(yàn)及結(jié)論 18&l

22、t;/p><p>　　5 參考文獻(xiàn) 19</p><p><b>　　引言</b></p><p><b>　　1.1諧波研究背景</b></p><p>　　一般而言，理想電力系統(tǒng)應(yīng)具有單一頻率、單一波形、若干電壓等級的電能屬性。當(dāng)電壓、電流為同樣波形、同頻、同相位時為電能傳輸?shù)淖罡咝誓Ｊ?。這同樣

23、也是電力產(chǎn)品生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換力求保證的最佳電能形式。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，但由于其功率相對不大，因而危害并不明顯。但是，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置得到廣泛應(yīng)用的同時也給電力系統(tǒng)帶來了嚴(yán)重的污染；而現(xiàn)代工商業(yè)的用電設(shè)備也對電能質(zhì)量提出了更高的要求。因此，如何正確檢測諧波，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)問題之一?！　?.2 電力系統(tǒng)諧波的檢測</p>

24、;<p>　　電力系統(tǒng)諧波檢測問題是目前電工學(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)功率定義檢測法、基于瞬時無功功率理論的檢測法、基于傅里葉變換的檢測方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測法、基于自適應(yīng)對消原理的檢測法、基于小波分析的檢測法。</p><p><b>　　2虛擬儀器介紹</b></p><p>　　2.1虛擬儀器的定

25、義及組成</p><p>　　虛擬儀器（Virtural Instrument, VI）的概念是由美國國家儀器公司提出來的，虛擬儀器本質(zhì)上是虛擬現(xiàn)實(shí)一個方面的應(yīng)用結(jié)果。也就是說虛擬儀器是一種功能意義上的儀器，它充分利用計算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，在基本硬件的支持下，利用軟件完成數(shù)據(jù)的采集、控制、數(shù)據(jù)分析和處理以及測試結(jié)果的顯示等，通過軟、硬件的配合來實(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、

26、傳送、存儲等方面的限制，使用戶可以方便地對儀器進(jìn)行維護(hù)、擴(kuò)展和升級。</p><p>　　虛擬儀器是基于計算機(jī)的儀器，計算機(jī)和儀器的緊密結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向，虛擬儀器就是在通過計算機(jī)上加一組軟件和硬件，使得使用者在操作這臺計算機(jī)時，就像是在操作一臺自己設(shè)計使用的專用的傳統(tǒng)電子儀器。</p><p>　　在虛擬儀器系統(tǒng)中，硬件僅僅是為了實(shí)現(xiàn)信號的輸入、輸出，軟件才是整個儀器系統(tǒng)的

27、關(guān)鍵。任何一個使用者都可以通過修改軟件的方法，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。</p><p>　　虛擬儀器的基本構(gòu)成包括計算機(jī)、虛擬儀器軟件、硬件接口模塊等，其中，硬件接口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、VXI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)、VXI儀器系統(tǒng)以及這三者之間

28、的任意組合。</p><p>　　一般來說, 虛擬儀器是由通用儀器硬件平臺(簡稱硬件平臺) 和應(yīng)用軟件兩大部分構(gòu)成的。</p><p>　?。?）虛擬儀器的硬件平臺</p><p>　　構(gòu)成虛擬儀器的硬件平臺有兩部分。</p><p>　　(1) 計算機(jī)。一般為一臺PC 機(jī)或工作站, 是硬件平臺的核心;</p><p>

29、;　　(2) I/ O 接口設(shè)備。</p><p>　　I/ O 接口設(shè)備主要完成被測輸入信號的采集、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) 、GPIB 總線儀器、VXI 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。①PC -DAQ 系統(tǒng)。PC - DAQ 系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)采集板、信號調(diào)理電路及計算機(jī)為儀器硬件平臺組

30、成的插卡式虛擬儀器系統(tǒng)。這種系統(tǒng)采用PCI 或計算機(jī)本身的ISA 總線, 將數(shù)據(jù)采集卡/ 板(DAQ) 插入計算機(jī)的空槽中即可。GPIB系統(tǒng)。③VXI 系統(tǒng)。④PXI 系統(tǒng)。⑤串口系統(tǒng)。它們分別是以其自身的標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計算機(jī)為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測試系統(tǒng)。</p><p>　?。?）虛擬儀器的軟件</p><p>　　目前的虛擬儀器軟件開發(fā)工具主要有如下兩類:</p>

31、<p>　　文本式編程語言: 如Visual C + + , Visual Basic , Lab2Windows/ CVI 等。圖形化編程語言: 如LabVIEW,HPVEE 等。這些工具為用戶設(shè)計虛擬儀器應(yīng)用軟件</p><p>　　提供了最大限度的方便條件與良好的開發(fā)環(huán)境。</p><p>　　虛擬儀器的最大特點(diǎn)是將計算機(jī)資源與儀器硬件,DSP技術(shù)相結(jié)合，在系統(tǒng)內(nèi)共享軟硬

32、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，使用相同的硬件系統(tǒng)，通過不同的軟件編程，就可以實(shí)現(xiàn)功能完全不同的測量儀器。傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器系統(tǒng)的比較如下表所示。</p><p>　　傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器系統(tǒng)的比較</p><p>　　由此可見，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，同時能充分發(fā)揮計算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造

33、出功能更強(qiáng)的特性儀器。</p><p>　　2.2 虛擬儀器的特點(diǎn)</p><p>　　虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器相比具有以下的特點(diǎn):</p><p>　　(1) 具有可變性、多層性、自助性的面板。</p><p>　　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、滑動條、開關(guān)按鈕

34、; 有報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, 由廠商設(shè)計確定, 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中的各種功能圖形, 由用戶設(shè)計面板, 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</p><p>

35、　　過傳統(tǒng)儀器的全漢化、生動美觀、界面友好的面板。</p><p>　　(2) 強(qiáng)大的信號處理能力</p><p>　　用適當(dāng)?shù)挠布涌陔娐? 對信號進(jìn)行采集、放大、濾波、隔離、A/ D 轉(zhuǎn)換后,虛擬儀器就可以靈活、充分地利用通用計算機(jī)的大量實(shí)用軟件工具, 對信號進(jìn)行各種計算、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)行器件的動作。</p><p>

36、;　　(3) 功能、性能、指標(biāo)可由用戶定義</p><p>　　即可以根據(jù)用戶的不同要求對同一儀器的功能、性能、指標(biāo)進(jìn)行修改或增刪, 徹底打破了傳統(tǒng)儀器一經(jīng)設(shè)計、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“功能軟件庫” ———虛擬儀器庫內(nèi), 通過它們的不同組合以及與各種不同類型的硬件接口搭配, 使得在一臺個人計算機(jī)上就可實(shí)現(xiàn)各種儀器

37、的不同功能, 大大提高了儀器功能的靈活性, 甚至可以進(jìn)行非常復(fù)雜性的測試工作。</p><p>　　(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</p><p>　　GPIB 通用接口總線( General Purpose InterfacBus)又稱IEEE488 國際標(biāo)準(zhǔn)接口總線, 30 年來廣泛應(yīng)用于儀器領(lǐng)域。但是只適用于消息基器件的互操作, 不</p>&l

38、t;p>　　適用于寄存器基器件。VXI 總線1987 年被首次推出,迅速成為IEEE1155 國際標(biāo)準(zhǔn)。VXI 硬件的通用性,使任意廠家、各種類型儀器接口不會發(fā)生電氣和機(jī)械方面的沖突。VXI 總線的開放性, 保證任何系統(tǒng)一旦建立, 將來仍能得到很好的效用。VXI 能保持每個儀器之間精確定時和同步, 具有40Mbytes/ s 的高數(shù)據(jù)傳輸率。VXI 模塊化儀器被認(rèn)為是虛擬儀器最理想的硬件平臺, 是儀器硬件的發(fā)展方向。此外, 還有V

39、ISA、PCI 等標(biāo)準(zhǔn)I/ O 卡及其相應(yīng)驅(qū)動程序庫為虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集和控制提供強(qiáng)大支持。</p><p>　　(5) 此外, 虛擬儀器還具有開發(fā)周期短、成本低、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)儀器的換代升級等特點(diǎn)。</p><p>　　2.3 LabVIEW平臺設(shè)計諧波測量分析系統(tǒng)</p><p>　　測試的目的在于獲取被測對象的性能、狀態(tài)或特征

40、，所以信號采集只是測試工作的第一步。信號的分析和數(shù)據(jù)處理是構(gòu)成測試系統(tǒng)的重要組成部分，常用的分析方法可以分為數(shù)學(xué)分析和數(shù)字信號處理兩大類。LabVIEW提供了內(nèi)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)雜的信號分析和數(shù)據(jù)處理工作。LabVIEW的數(shù)字信號處理模板包括5個功能：信號產(chǎn)生、時域分析、頻域分析、濾波器和窗函數(shù)。我在做“諧波測量分析系統(tǒng)設(shè)計”這個課題時，首先想到的就是運(yùn)用虛擬儀器中的LabVIEW來進(jìn)行該課題

41、的研究。</p><p>　　3 諧波測量分析系統(tǒng)的總體設(shè)計</p><p><b>　　3.1 程序設(shè)計</b></p><p>　　3.1.1 前面板程序（Front Panel）</p><p>　　3.1.2框圖程序（Block Diagram）</p><p><b>　

42、　3.2流程圖：</b></p><p>　　3.3諧波測量分析系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.4 諧波測量分析系統(tǒng)的工作原理及功能：</p><p>　　由上面所示的框圖程序可以分析得出：</p><p>　　整個框圖程序的上部分由一個整個的While循環(huán)構(gòu)成。循環(huán)里面，左邊是一個通道的正弦信號發(fā)生器以模擬實(shí)際電流生成

43、波形，可以達(dá)到這樣的要求： </p><p>　　1、頻率范圍：0.001Hz～100KHz；</p><p>　　2、幅值：0～200A，可選；</p><p>　　3、直流偏置：0～100V，可選；</p><p>　　4、可調(diào)整幅值、相位、頻率；調(diào)整后無須重新啟動；</p><p>　　5、在產(chǎn)生的信號中可以加入

44、高斯噪聲。</p><p>　　中間以及右邊部分模擬測量低壓配電系統(tǒng)的基波電流，基波頻率，總畸變率THD、thd，2－31次各次諧波電流含有率、直流含量等參數(shù)。并且可以對產(chǎn)生的正弦信號進(jìn)行頻譜分析，得到相關(guān)的頻譜圖，所有測量分析的參數(shù)都可以系統(tǒng)前面板中進(jìn)行顯示，所產(chǎn)生的正弦信號及其頻譜圖要求分別進(jìn)行波形顯示。</p><p>　　框圖程序的下面一小部分是使用Control控件的局部變量來達(dá)

45、到控制它的顯示時間的連續(xù)性的目的。</p><p><b>　　生成一個正弦信號。</b></p><p><b>　　加入噪聲。</b></p><p><b>　　諧波失真分析。</b></p><p>　　得出基本平均直流均方根。</p><p>

46、　　首先通過正弦波信號發(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)生一個高斯噪聲信號，并且將高斯噪聲的采樣信輸入點(diǎn)與正弦波信號的采樣并連一個輸入，然后將高斯噪聲與正弦信號相加得原始電流波形，接著進(jìn)行模擬測量低壓配電系統(tǒng)的基波電流，將電流原始波形通過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數(shù)組索引得基波分量與直流分量，將電流原始波形通過基本平均直流-均方根，得到 周期性交流量方均根值，根據(jù)公式

47、 以及得出thd。</p><p>　　根據(jù)公式得出各次諧波含有率，為了得到2~31次各次諧波電流含有率，將各次諧波通過一個for循環(huán)以及case結(jié)構(gòu)，將for循環(huán)的i加2再加到數(shù)組索引端，case結(jié)構(gòu)的分支選擇器標(biāo)簽改為數(shù)字2~31，將數(shù)組索引的輸出接入case結(jié)構(gòu)輸出結(jié)果，最后將n次電流諧波幅值接創(chuàng)建波形函數(shù)的Y端，生成新的頻譜圖。最后將總的程序框圖放入一個while循環(huán)。通過stop按鈕即可進(jìn)行諧波測量分析

48、。</p><p><b>　　4 經(jīng)驗(yàn)及結(jié)論 </b></p><p>　　本文使用虛擬儀器軟件搭建了一個電力系統(tǒng)諧波檢測和分析系統(tǒng)，從所得程序和圖形可知基本完成了預(yù)計的功能。這個系統(tǒng)還在諧波總畸變率的計算方面做了一些工作，并且可以通過調(diào)整模擬信號的頻率和幅值得到不同的諧波畸變率。雖然實(shí)現(xiàn)了這些功能，但是如前述分析可知，如想獲得更為精確的諧波計算值，可以使用改進(jìn)的

49、加窗傅里葉變換算法，而窗函數(shù)也是LabVIEW的一個強(qiáng)項(xiàng)，在隨后的工作中，計劃在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步比較窗函數(shù)的用法，并把它用在畸變率的計算上期望能夠得到更為滿意的結(jié)果。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我收獲了很多，一方面學(xué)習(xí)到了許多以前沒學(xué)過的專業(yè)知識與知識的應(yīng)用，另一方面還提高了自己動手做項(xiàng)目的能力。本次課程設(shè)計，是對我能力的進(jìn)一步鍛煉，也是一種考驗(yàn)。從中獲得的諸多收獲，也是很可貴的，是</p>

50、;<p>　　可以說這次課程設(shè)計不僅使我學(xué)到了知識，豐富了經(jīng)驗(yàn)。也幫助我縮小了實(shí)踐和理論的差距，使我對系統(tǒng)編程有了進(jìn)一步了解。這次課程設(shè)計將會有利于我更好的適應(yīng)以后的工作。我會把握和珍惜課程設(shè)計的機(jī)會，在未來的工作中我會把學(xué)到的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷的應(yīng)用到實(shí)際工作中，為實(shí)現(xiàn)理想而努力。最后，我要感謝學(xué)院組織的這次十分有意義的課程設(shè)計，使我們學(xué)到了很多，也領(lǐng)悟了很多。同時，也要感謝為這次課程設(shè)計默默付出的老師，是她辛苦的汗

51、水使這次課程設(shè)計得以完美結(jié)束。</p><p><b>　　5 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王福明，于麗霞，劉吉，等.LabVIEW程序設(shè)計與虛擬儀器.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009</p><p>　　[2] 秦　豐, 狄瑞坤, 歐陽珍. 基于圖形化編程語言LabVIEW的虛擬儀器開發(fā). 《機(jī)床與液壓》2004. N

52、o.18</p><p>　　[3] 張愛平.LabVIEW入門與虛擬儀器.北京：電子工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[4] 張凱. LabVIEW虛擬儀器工程設(shè)計與開發(fā).北京：國防工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[5]National Instrument. User Guide and Specifications/USB-6008/6009