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1、I摘 要本文提出了如何利用计算机来分析电力系统中存在的谐波的方法。电力系统中的谐波危害十分严重，能使电能的利用效率降低，烧毁设备，对通信系统也会产生严重的干扰，因此准确分析电力系统中的谐波信号变的十分必要。本文论述了采用 LABVIEW 软件分析电力系统中谐波信号的方法，实时显示谐波的时域信号，频域信号，经过滤波后的时域信号及频域信号。本文重点研究信号傅里叶变换；各种滤波器的性能，及对谐波信号的影响。通过如何使用计算机来实现快速傅里叶变换和设计 IIR 及 FIR 滤波器来加深对信号分析过程的理解。本文主要利用 LABVIEW 软件对信号进行时域及频域分析，用 C 语言来实现信号的傅里叶变换，
2、和滤波器的设计，并通过 matlab 来验证 C 语言实现的傅里叶变换和滤波器的结果。关键词：电力谐波；快速傅里叶； 滤波器设计 IIABSTRACTThis paper puts forward how to use computer to analysis the harmonic existing in the electric power system The power system harmonic wave is severe, can make the electric energy efficiency in the use of equipment to reduce, b
3、urned, communication system can also have serious interference, so accurate analysis of the power system harmonic signal is very necessary.This paper discusses the method how to analysis the harmonic signal existing in the power system ,display the time domain signal ,the frequency domain signal and
4、 the ones being processed by filter using the labview software.This paper focuses on Fourier transform, the performance of some kinds of filters and the influence on the harmonic signal. Through how to use computer to realize fast Fourier transform and design IIR and FIR filters to deepen the unders
5、tanding of signal analysis process.This paper mainly uses the labview software to analysis signal in time domain and frequence domain. Using the C language to design the Fourier transform and the filters. Through the matlab to verify the results of the Fourier transform and the filters designed by C
6、 language.Keywords: Power harmonic； Fast Fourier transform； Filter designing河南工大学毕业设计（论文）说明书- 1 -目 录1 绪论 .11.1 选题意义 .11.2 电力谐波及其危害 .21.3 研究内容 .22 快速傅里叶变换及实现 .42.1 傅里叶变换的推导 .42.2 序列的傅里叶变换 .62.2.1 信号的理想抽样 .62.2.2 序列傅里叶变换公式推导 .82.3 离散傅里叶变换 .92.4 快速傅里叶算法及实现 .103 滤波器设计及实现 .143.1 IIR 滤波器的设计及 MATLAB 仿真 .14
7、3.2 FIR 滤波器的设计及 MATLAB 仿真 .194 LABVIEW 谐波分析软件 .224.1 系统总图 .224.2 信号生成模块 .224.3 滤波模块 .254.3.1 IIR Filter 模块 .264.3.2 FIR Filter 模块 .274.4 Fourier 变换模块 .304.5 系统调试 .31总结 .32致 谢 .33参考文献 .34附 录 .35河南工大学毕业设计（论文）说明书11 绪论1.1 选题意义随着科学技术的发展,各种电子产品在电力系统中得到大量应用，特别是各种非线性负载包括可控整流传动装置及高压直流输电系统的投入，以及各种电力电子装置在电力系统工
8、业、交通、及家庭中的应用日益广泛,理想电力系统的近似程度变差，直接表现是电网中的电压和电流波形产生周期性畸变。电网中除了与供电电源同频率的正弦量(称为基波分量)以外，还出现了一系列大于基波频率整倍数的正弦波分量(高次谐波分量)。这一系列正弦分量统称为电力谐波。当电网中存在的谐波成分超过一定指标，轻者增加能耗，缩短设备运行寿命，重则造成电事故，直接影响安全生产。所以对电网中谐波含量准确的测量，确切掌握电网中谐波的实际状况，对于防止谐波危害、维护电网的安全运行是十分必要的。LABVIEW 是实验室虚拟仪器集成环境(Laboratory Virtual In-strument Engineering
9、 Workbench)开发平台的简称，是由美国 Na-tional Instruments (NI)公司开发的一种以数据流驱动的图形化(Graphics)编程语言替代文本编程语言创建应用程序的开发工具，这种编程强调信号处理的过程，编程简单，调试方便， 其外观和操作方式也与诸如示波器、万用表等实际物理仪器相仿，使用者操作这台计算机，就像是在操纵一台自己专门设计的传统电子仪器。因此被广泛应用于电子、通信、生物医学、机械等众多学科领域。用 LABVIEW 编制出的图形化 VI 是分层次和模块化的。可以将之用于顶层程序，也可用作其他程序或子程序的子程序。一个 VI 用在其它 VI中，称之为 sub VI，sub VI 在调用它的程序中同样是以一个图标的形式出现的；为了区分各个 sub VI，它们的图标是可编辑的。 LABVIEW 依附并发展了模块化程序设计的概念。用户可以把一个应用任务分解成为系列的任务，河南工大学毕业设计（论文）说明书2每个子任务还以分解成许多更低级的子任务，直到把一个复杂的问题分解成为许多子任务的组合。首先设计 sub VI 完成每个任务，然后将之逐步组合成为能够解决最终问
