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虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体,从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起,大大缩小了仪器硬件的成本和体积,并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。 谐波是指电网正弦电压或电流波形畸变后,其波形可用傅立叶级数进行分解,除50赫兹的基波外,还存在一系列频率为基波频率整数倍及幅值比基波幅值小的正弦波,这一系列正弦波称为谐波。谐波的危害主要表现在对电力与信号的干扰上面。 本课题所研究的基于虚拟谐波的分析仪,主要用于分析高压侧电流信号谐波成分。 首先,本文在广泛阅读和深入总结国内外相关文献资料的基础上,介绍了谐波的含义及其危害,阐述了目前国内外谐波以及谐波测量方法的现状及发展趋势,详细说明了本课题的目的和意义。 其次,本文分析了与本课题相关的基本理论知识,主要包括A/D转换、离散傅立叶变换、泄漏、栅栏效应、FFT算法、频谱分析的校正和谐波分析理论知识等,为基于虚拟谐波的分析仪的设计与开发做好理论铺垫。在此基础上,结合实际应用,提出了基于虚拟仪器的谐波分析仪的设计方案,本设计采用了空心线圈电流互感器,克服了传统绝缘困难、制造成本高、体积大,重量重、CT固有的磁饱和、电磁谐振、动态范围小、频带窄、有油易燃易爆、谐波通过率低等缺点,使用采集卡实现快速采集数据。在软件设计上,以LABVIEW7.1和VC++6.0作为软件平台,对基于虚拟仪器的谐波分析仪的软件结构进行了设计,该软件结构主要包括信号采集模块,窗函数模块,谐波分析模块,显示与记录模块等模块,然后给出各模块的程序流程图,并在此基础上对所开发的基于虚拟仪器的谐波分析仪的各模块进行具体的程序设计。最终实现了对高压电流信号的采集,滤波、FFT变换和人机界面显示等功能。 最后对基于虚拟仪器的谐波分析仪从两个方面进行测试。首先是仿真,对软件进行测试,并分析影响结果的因素。然后是通过实际信号对软件进行测试,并展示相应的结果。