谐波测量分析系统设计
基于双DSP的电力系统谐波分析仪的设计
以完 成对输入信号 的滤波和采样 ，另一块 Ｄ Ｐ芯 Ｓ 片则 负责完 成对 指令 信号 的分 析计 算和 输 出控 制 。 整个系统分为信号输入 、信号处理和信号输出 ３ 部分。其 中信号输入部分包括调理单元 、ＡＤ转 ／ 换 单元 等 ：信号处 理单元是 双 Ｄ Ｐ处理单元 ，由 Ｓ 以 Ｔ ３０ ５０ ＭＳ ２ ＶＣ ４ ２为实 时信 号 的采样处 理单 元 和以
过 双 口 Ｒ Ｍ 结 构 ，采 用 了双 机 中断交 互 式 协 调工 Ａ 作 的模式 ［ ６ １ 。 该基 于双 Ｄ Ｐ的 电力 系统谐 波分 析仪 的硬 件 电 Ｓ
路 主要包 括 ６大 模块 ：一是 电 源模块 ，为各 耗 电模
成数字信号 ： 最后通过 Ｉ ／ Ｏ总线进入双 Ｄ Ｐ单元。 Ｓ
信号 采 样值 、频 率 和快 速傅 里 叶变 换 （ ｚ ）结果 Ｆｒ
３ ０ （ ）ｘ ４ （ ） 的全 点 阵 液 晶 显示 器 ，通 过 ２ 列 ２０ 行
即 时 通 信 。完 成 对 外 部 目标 参 数 和 指 令 的 传 输 ；
Ｔ ３ ０ Ｃ ４ ２从 处理 器 完成 的主要 功 能是 ：承担 ＭＳ ２ Ｖ ５ ０ 系统 的核心运 算任 务 ，对 数据 进行 优 化处 理 ，并将
图 １ 双 Ｄ Ｐ 并行 信 号 处 理 系统 流 程 图 Ｓ
成 对信 号 的滤波 、频 率测 量等 工作 。 四是 双 Ｄ Ｐ数 Ｓ 字 信号 处 理模 块 ，系 统 中的核 心模 块 ，实 现数 据处 理 、传 输 和通 信等 主要 功 能 。五是 键盘 模 块 ，实 现
人机 交互 功能 。六是显 示模块 （ Ｍ３ ０ ２ ０ ，采用 Ｃ ２ｘ ４ ）
■ 用技术
量 、高 频 的故 障行 波 等 ） ，普 通 的采 集处 理 方 法对 多路数 据进 行采 样分 析 时 ．就会 非 常吃力 甚 至难 以
电网谐波分析及其建模
电网谐波分析及其建模电网谐波分析一般包括谐波检测、谐波分析和建模三个步骤。
首先，采用谐波分析仪或数据采集系统对电网进行全面的谐波检测，得到电网各节点的电压和电流波形，以及各谐波成分的幅值和相位信息。
其次，在得到谐波数据后，进行谐波分析，主要包括谐波频谱分析、谐波源识别和谐波水平评估。
通过谐波频谱分析可以了解电网谐波的频率成分和幅值情况；谐波源识别可以确定谐波产生的具体设备或负载；谐波水平评估可以评价谐波对电网设备的安全运行和电能质量的影响程度。
最后，根据谐波分析结果，建立电网谐波模型，以便对谐波进行仿真和预测，为电网的设计和运行提供参考依据。
建立电网谐波模型是电网谐波分析的关键步骤之一、电网谐波模型一般采用复数形式，可以分为节点模型和支路模型两种。
节点模型主要用于描述电网节点处的电压谐波情况，采用复数形式表示各谐波成分的相位和幅值；支路模型主要用于描述电网支路中的电流谐波情况，一般采用节点电压差法和支路等值法建立支路模型。
建立电网谐波模型的目的是为了了解电网各节点和支路上谐波的传播和衰减情况，以及谐波对电网设备的影响，进而采取相应的措施进行谐波补偿和谐波过滤。
电网谐波分析与建模在电力系统规划、设计和运行中起着重要的作用。
通过电网谐波分析和建模，可以了解电网谐波的产生和传播机理，预测潜在的谐波问题，指导电网的设计和建设；可以评估谐波对电网设备的影响，判断其安全运行的可行性；可以设计合理的谐波补偿和谐波过滤设备，提高电能质量，减小谐波对电网的危害。
因此，电网谐波分析与建模对于维护电网稳定运行和提高电能质量具有重要意义。
同时，随着电力电子设备和新能源接入电网的增多，电网谐波问题也日益突出，电网谐波分析和建模的研究和应用将变得越发重要。
电网谐波与失真监测与分析系统设计与实现
电网谐波与失真监测与分析系统设计与实现随着电力系统的发展和电网电力质量的不断提升，电网谐波与失真监测与分析系统的设计与实现成为电力行业的重要研究课题。
本文将以电网谐波与失真监测与分析系统的设计和实现为主线，探讨该系统的原理、功能及其在电力系统中的应用。
电网谐波与失真监测与分析系统是一种通过对电力系统中的谐波与失真进行实时监测和分析，从而评估电力质量状况的系统。
该系统通过测量电网中的电流和电压波形，对电流和电压的频谱进行分析，从而得到电网中的谐波与失真情况。
同时，该系统还可以对电网中谐波与失真的源头进行定位和识别，为电力系统的故障诊断和质量改进提供依据。
在电网谐波与失真监测与分析系统的设计与实现中，关键的技术包括测量电流和电压的方法、信号处理和数据分析算法等。
首先，系统需要采集电网中的电流和电压波形，并进行一定的处理。
传统上，采用Oscilloscope和数据采集卡等设备进行电流和电压的采集。
近年来，随着通信技术和传感器技术的发展，无线传感网络和传感器节点逐渐应用于电力系统中，实现了对电流和电压波形的远程和多点测量。
这大大提高了电网谐波与失真监测与分析系统的可行性和实用性。
其次，对采集到的电流和电压波形进行信号处理是电网谐波与失真监测与分析系统的关键环节。
信号处理旨在提取有用信息、去除噪声并提高信号的可靠性。
常见的信号处理方法包括滤波、变换、谱分析等。
在电网谐波与失真监测与分析系统中，常用的方法是对电流和电压波形进行离散傅立叶变换(DFT)，得到频谱信息。
通过分析电网中的谐波含量和频率分布，可以判断电力系统是否存在谐波问题，并找出主要的谐波源头。
最后，在电网谐波与失真监测与分析系统中，数据的可视化和分析是非常重要的。
通过图表和曲线的形式展示电流和电压的频谱信息，可以直观地了解电网中的谐波和失真程度。
此外，利用数据分析算法，可以对谐波和失真的特征进行挖掘，从而提取有用的信息。
例如，可以根据谐波的频率以及其与电流和电压之间的关系，判断是谐波源出现故障还是非线性负载导致的谐波。
基于ARM的电力系统谐波分析仪的研究与设计
１ 硬 件 设 计
硬 件 分成信 号 采 集调 理 模 块 、 波 检测 与分 析 谐 模 块 、 口模 块 、 控模 块和 外部存 储 器模块 ６个 主 接 监 要 部分 ¨ 。硬 件总 图如 图 １ 示 。 所
０ 引 言
目前 ， 电力谐 波 分 析 已经 成 为 电 力 系统 领 域 的
一
而 导致频 谱泄漏 和栅 栏效 应 。 由于 同步 采样 和整数
周期截 断 在实 际 中很 难做 到 ， 谱 泄 漏 和栅 栏 效 应 频
将影 响到 谐波 分析 的结果 。该 文在 硬件 电路 中加入 了锁 相环 模块 ， 能够 有 效 地 抑制 频 谱 泄 漏 和栅 栏 效
ｔ ｎｆｒ （ Ｆ ） Ｔ ｅｈｒ ｏ ｉ ａ ｅｍ ａｕｅ ｙｕｉｇｔｉ ｄ ｖ ｅａｄＬ Ｄ ｄｓｌｙａ ｎ ｉ ｏ — ｒ ｓ ｍ Ｆ Ｔ ． ｈ ａｍ ｎｃ ｃｎｂ ｅｓｒｄｂ ｓ ｓ ｅｉ ｎ Ｃ ｉ ａ ｌ ｇｗｔ ｃｎ ａ ｏ ｒ ｓ ｎ ｈ ｃ ｐ ｏ ｈ
￣Ｃ Ｓ— １ｉ ｔ ｎ ｐ ａ ｔ ｄ ｉ ｈ ａ ｍｏ ｉ ａ ａｙ ｉ ｄ ｖ ｃ ．Ｉ ａ ａｙ ｅ ａａｗｉ ｐ ｉ ２ ｒ ｄ ｘ ｆｓ ｏ ｒ ｒ ／Ｏ —１ ｓ ｒ ｓ ｌｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｈ ｒ ｎ ｃ ｎ ｌ ｓｓ ｅ ｉｅ ｔ ｎ ｌｚ ｓｄ ｔ ｔ ｓ ｌ ａ ｉ ａ ｔＦ ｕ ｉ ａ ｈ ｔ ｅ
收稿 日期 ：ｏ ９—１ ２ ２ｏ ０— ８
基 金 项 目 ： 肃 省 科 技 支 撑 计 划— — 工 业 计 划 项 目 资 助 甘
（ ８４ Ｋ Ａ ４ ） ００ Ｇ Ｃ ０ ６
作者简介： 陈若珠 （９ ３ ， ， １６ ） 女 山西万荣人 ， 高级 工程师 ， 研究 方
毕业设计-电力系统中谐波的分析、检测与抑制方法的研究
目
录
摘 要............................................................................................................................................. I Abstract.......................................................................................................................................... II 第 1 章 绪论................................................................................................................................ - 1 1.1 课题研究的背景及意义................................................................................................ - 1 1.2 国内外对谐波的分析、检测与抑制方法研究的现状 ............................................... - 1 1.2.1 目前国际上对电力谐波的研究现状 ......................................................................... - 2 1.2.2 目前国内对电力谐波的研究现状 ...........
谐波测量分析系统设计(1)
《虚拟仪器技术》课程设计任务书(三)题目：谐波测量分析系统设计一、课程设计任务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，重则造成停电事故，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 具有强大的信号分析与数学运算功能，在它的数学分析库中包含了数以百计的VI 程序，能够进行各种时域与频域信号分析。
本课题通过虚拟仪器LabVIEW 图形化软件开发平台，设计一种谐波测量分析系统。
本课题中系统的功能实现采用虚拟仪器技术的思想，选择开放式的LabVIEW 虚拟仪器软件开发平台，将LabVIEW 软件引入到谐波测量分析系统中，能模拟测量低压配电系统的基波电流，基波频率，总畸变率THD 、thd ，2－31次各次谐波电流含有率等参数。
具体指标与要求如下： (一) 要求设计一个通道的正弦信号发生器以模拟实际电流，具体要求为：1、频率范围：0.001Hz ～100KHz ；2、幅值：0～200A ，可选；3、直流偏置：0～100V ，可选；4、可调整幅值、相位、频率；调整后无须重新启动（提示：用循环结构）；5、在产生的信号中可以加入高斯噪声。
(二) 谐波测量分析系统能模拟测量低压配电系统的基波电流，基波频率，总畸变率THD 、thd ，2－31次各次谐波电流含有率、直流含量等参数。
谐波检测电路设计
谐波检测电路设计对于有源电力滤波器(APF)而言，实时准确地检测出谐波电流是非常关键的，它的快速性、准确性、灵活性以及可靠性直接决定APF的补偿性能。
设计的谐波检测电路检测出的多路模拟信号会有一定的延迟性，这会大大影响APF计算谐波的精确性和准确性。
本文中谐波检测装置所用的AD7656具有6路同步采样特性，克服了测量结果之间延迟的缺点，使得测量精度高。
以上优点弥补了目前APF中谐波电流检测技术的缺陷，而且抗混叠滤波器、隔离放大器、过零检测电路、锁相倍频电路的设计增强了检测的精确性。
1 装置整体运行原理及相关算法1．1 装置运行原理图1为并联型有源电力滤波器的原理结构框图。
图中，交流电网对非线性负载电，非线性负载为谐波源，产生谐波并且消耗无功功率。
有源电力滤波器由4部分组成：谐波电流检测电路、电流跟踪控制电路、主开关器件驱动电路和主电路。
谐波电流检测电路采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq算法，根据有源电力滤波器的补偿目的检测出负载电流中的谐波分量，同时还要检测直流侧母线电容电压。
然后将这些信号输入电流跟踪控制电路，通过控制算法生成一系列PWM信号，以此作为补偿电流的指令信号。
这些信号经过电平转换后输入主开关器件驱动电路，驱动主电路中的主开关器件。
此时，APF产生并向电网注入补偿电流，该电流与非线性负载电流相位相反，幅值为负载电流中的谐波分量，从而达到滤波目的。
有源电力滤波器检测模块的工作框图如图2所示。
6路电流信号包括三相电流ia、ib、ic以及由APF发出的补偿电流，这6路电流信号经霍尔电流传感器变换后，在高精度取样电阻上形成与原信号成比例的电压信号，霍尔电流传感器采用LEM公司生产的LA55-P，采用这种霍尔传感器加高精度取样电阻的方式，可以获得更好的抗干扰能力，模拟信号变换的精度更高。
直流母线电压信号经霍尔电压传感器变换后，由于对直流母线电压的精度要求不高，就不再进行信号调理而直接进入A／D芯片的模拟信号输入通道。
谐波减速机测试系统软件设计
测试过程 中发现测试条件不符 合要求时, 由 计算机或 操作者发出指令, 立即停止测试并返回初始状态。系统 复位时, 所有控制硬件均进行复位操作。
2. 8 文件管理功能
该功能是对谐波减速机的历史测试记录进行分类
存储, 并可根据所输入的减速机的测试参数, 检索相应 的数据文 件, 并对测试结 果和分析结果进行 显示和打 印等。其功能模块图如图 8 所示。
本项目得到渭南金力谐波减速机厂有关部门的大 力支持。( 定稿日期 96 年 6 月)
5 结束语
“谐波减速 机测试系统”的研制和 使用, 解 决了谐 波减速机 的性能测试问题, 其测试 结果为评价 谐波减 速机性能 的优劣提供了一个 量的方法, 同时还 可对谐
参考文献
1. 曾琪明, C 语言高级程序编制技巧, 中国科学院希望高级电 脑技术公司, 1990。
1 多媒体课件库
课件就是能达到教学目 的 CA I 软件, 传统的课件 都是由程序构成, 每一步信息 交互都分别对应着 程序 中的若干条语句。这种方式要求课件的设计者不仅
4. 3 工作方式灵活, 可扩充性好, 通用性强, 适 用面广。测试过程既可手动控制, 也可计算机自动控
制。采用模块化程序设计方法, 并留有模 块接口, 便于 扩充功能, 同时本系 统还可以扩展 到其它类型 的减速 机上。
关键操作处有提示信息, 引导操作; 测试过程中以多种 组合色彩动态显示测量结果, 使显示效果得到美化, 更 加逼真。
计算机工程与应用 1997. 9 ·工程设计·
多媒体课件远程传递系统的设计
江西师范大学计算机系 曾国荪
摘 要 关键词
本文给出了多媒体课件远程传递系统的组成, 详细讨论了各部分的选择 和策略。 多媒体课件 计算机网络 用户接口 X 窗口系统 远程过程调用
电力系统谐波分析仪综合设计
中图分类号 ： Ｇ５ ８ Ｔ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ ）１ — ２ ５ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ １ ０ ０ ７ — ３ ２ ０
在 国际电工标准中 ， 对谐波 的定义为 ： 谐波分量 １１１硬 件设 计 ．． 为周期量的傅里 叶级数中大于 １ ｈ 的 次分量 ， 其中 ｈ 硬件组成如图 ｌ包括 ： ， 信号采集调理模块 、 谐波 是 以谐波频率和基波频率之比表达 的整数 。理想的 检测与分析模块、 通信模块 ， 实时显示模块和外部存 电力 系统 向用户提供的应该是一个恒定工频 的正弦 储器拓展模块五个部分。 波形 ， 由于各种 因素干扰 ， 得到的是一个周期 电气量 信号采集调理模块 由电压互感器 、 电流互感器 、 的正弦波的分量 ， 其频率为基波频率的整数倍数 。 滤波器、 过零 比较 、 锁相环等部分组成 。基 波频率是 电力 系统 中的谐 波 主要 来 自于两 个 方 面 ：一 方 谐 波 测试 中一 个 关键 参 数 ，过零 比较 和锁 相 环 锁 定 面是 自身产生的谐波 ， 如发电、 电系统中交流发电 基波的频率 ，其跟踪精度对测量基波频率 的准确性 供 机 内部定 子和转子间的气隙 ， 由于受到铁心齿 、 槽和 工 艺 的影 响 ，分 布 不均 匀 ，虽然 各 相 电势 的 波形 对 称 ， 三相 电势 中必然 含有 一定 数量 的奇 次谐 波 。另 但 方 面 随着 电力 电子 技 术 发展 ，供 电 系统 中增 加 了 大 量 非线 性 负 载 ，从 低 压 小容 量 家用 电器 到高 压 大
容 量 的工 业 交 、 流 变换 装 置都 有 着 广泛 应 用 ， 直 非线 性用 电设备 是产 生 谐波 的 主要原 因［ １ 】 。
谐波对供配电设备及用户设备带来 的危害主要 表现在 电气设备损耗 的增加 ， 功率 因数 降低 、 电动机
电力系统谐波分析与滤波器设计
电力系统谐波分析与滤波器设计谐波是电力系统中常见的问题，它们由非线性负载设备引起，如电子设备、电弧炉和变频器等。
谐波对电力系统的稳定运行和设备的正常运行产生了负面影响，因此需要进行谐波分析和滤波器设计来解决这个问题。
首先，对电力系统进行谐波分析是必要的。
谐波分析是指对电网中丰富的谐波进行检测和分析，以了解谐波的来源、频率特性和各个谐波分量的幅值。
谐波分析的结果对正确设计和安装滤波器至关重要。
谐波分析可以通过将谐波仪器连接到电网中进行在线监测来进行。
通过这种方式，可以获得谐波的幅度谱和频谱分析，有助于确定谐波特征。
接下来是滤波器的设计。
滤波器的作用是通过滤除谐波分量，降低谐波的幅度，从而减少谐波对电力系统的影响。
设计滤波器需要考虑如下几个方面：1. 确定滤波器的类型：根据电力系统的具体需求，可以选择有源或无源滤波器。
有源滤波器以电子元器件为基础，可以主动控制谐波的消除效果。
无源滤波器则利用被动元件，如电感和电容等，降低谐波的幅度。
2. 确定滤波器的带宽：带宽是滤波器设计中的重要参数，它决定了滤波器对谐波的抑制效果。
带宽的选择需要综合考虑谐波的频率范围和电力系统的要求，以确保滤波器能够有效地滤除谐波信号。
3. 选择合适的滤波器拓扑结构：滤波器有多种拓扑结构可供选择，如LC滤波器、LCL滤波器和LCR滤波器等。
根据谐波分析结果，可以选择适合的滤波器拓扑结构，并进行进一步的参数设计。
4. 优化滤波器的参数：滤波器参数的优化是设计过程中的关键环节。
通过调整滤波器的电感、电容和阻抗等参数，可以提高滤波器的抑制效果，使其更好地适应谐波信号的特点。
设计完成后，滤波器需要进行模拟仿真和实验验证。
模拟仿真可以通过计算机软件进行，以验证滤波器设计的准确性和性能。
实验验证则需要在实际电力系统中进行，通过对电流和电压的实际测量，来验证滤波器的抑制效果。
总结起来，电力系统谐波分析与滤波器设计是解决谐波问题的重要手段。
通过谐波分析可以了解谐波特征，进而设计出合适的滤波器。
电力系统中的谐波监测与分析研究
电力系统中的谐波监测与分析研究随着电力系统的快速发展和电子设备的普及，电力系统中的谐波成为一个关注的焦点。
谐波信号的存在可能会导致电力系统出现很多问题，如设备损坏、功率质量恶化等。
因此，对电力系统中的谐波进行监测和分析，对确保电力系统的稳定运行和提高电力质量具有重要意义。
电力系统中的谐波是指频率为原信号频率整数倍的信号，产生谐波的主要原因包括非线性负载、变电站设备以及不完善的系统设计等。
谐波信号的存在会导致电流和电压的畸变，从而引起电力设备的过载、损坏和降低电力质量。
因此，及时监测和分析电力系统中的谐波信号，可以帮助电力公司识别问题，并采取措施来减少谐波对系统的影响。
要实现电力系统中谐波的监测和分析，需要安装谐波监测装置。
这些装置通常由采样单元和数据处理单元组成。
采样单元用于采集电力系统中的电流和电压信号，并将其送到数据处理单元进行处理。
数据处理单元对采样数据进行滤波、提取频谱等处理，以获取谐波信号的频率、幅值等关键参数。
通过对谐波信号的监测和分析，可以了解电力系统中谐波的产生机理和影响程度，并采取相应的措施进行调整和优化。
在谐波信号的分析中，频域分析是一种常用的方法。
频域分析可以将时域信号转换为频域信号，从而得到信号的频率谱。
通过对频率谱的分析，可以得出电力系统中谐波信号的频率和幅值分布情况。
另外，谐波监测装置通常还可以进行时间域分析，用于观察谐波信号的波形变化。
通过对时域波形和频域谱线的分析，可以深入了解电力系统中的谐波特性，并对其进行进一步的研究。
除了谐波的监测和分析，还需要进行谐波的研究工作。
谐波的研究可以深入探索谐波的产生机理、传输特性以及对电力系统的影响。
通过对谐波的深入研究，可以制定出相应的谐波限值标准和措施，来保障电力系统的稳定运行和电力质量的提高。
此外，谐波的研究还可以为电力系统的设计和运行提供参考和指导，以避免或减少谐波问题的出现。
综上所述，电力系统中的谐波监测与分析研究对于确保电力系统的稳定运行和提高电力质量具有重要意义。
电力谐波参数检测系统的设计
Ｗ ２（， ） … ‘ 一１ ＾
Ｘ（ ）一 ａ ｋ＋ ｊ ｋ ｂ
幅 值 ： ） 一 （： Ｉ Ｘ（ Ｉ 口 ＋ ） ； 。 相 位 差 ： 一 一 ；
相关分析法 ：
相 位 ： ＝ａｃｇ ｂ／ ＾ （ ） ｒｔ （ｋａ）
分 别 对 电 压 和 电流 进 行 采 样 ， 上述 算 法 计 算 出 电压 相 位 和 电流 相 位 ， 按 则
备 带 来 严 重 干 扰 ． 此 ， 须 对 电力 参 数 进 行 实 时 监 测 ． 期 的 监 测 设 备 是 模 拟 设 备 ， 度 及 抗 因 必 早 精
干 扰 能 力 都 较 差 ． 监 测 系统 的 设 计 是 数 字 化 的 ， 用 Ｆ Ｔ 频 谱 分 析 法 ， 于 Ｌ ｂ ｉ 平 台 ， 本 采 Ｆ 基 ａ ｖｅ ｗ 具 有 精 度 高 ， 干 扰 能 力 强 ， 时监 测 的 特 点 ． 抗 实 Ｌ ｂ ｉｗ 软 件 具 有 强 大 的 计 算 功 能 、 号 处 理 及 波 形 显示 功 能 ， 且 可 以 生 成 可 执 行 程 序 ａ ｖｅ 信 而 脱 离 Ｌ ｂ ｉｗ 单 独 运 行 ． ａ ｖｅ
本 系 统 的 硬 件 主 要 由三 部 分 组 成 ， 传 感 器 、 据 采 集 卡 和 计 算 机 ． 感 器 为 Ｌ Ｍ 公 司 即 数 传 Ｅ
值 区 间为 （ ， 一 １ ， 离 散 付 里 叶变 换 Ｄ Ｔ 为 （ ）则 ： ｏＮ ）其 Ｆ 五，
（ 五）一 Ｗ （ ） ”
其 中 ｗ 是 Ⅳ × Ⅳ 方 阵
收稿 日期 ：ｏ ２ ３ ９ ２ ｏ 一ｏ —１ 作 者简 介 ； 环 （ ９ ４ ） 女 ， 李 １ ６ 一 ， 辽宁 铁岭人 ． 程师 ． 工
文章 绾号 ：Ｏ ３ ２ １ ２ ０ ） ３ ０ ７ ０ １ Ｏ —１ ５ （ ０ ２ ０ ．０ ３ － ３
一种新型计算机电源谐波检测分析系统设计
ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｈ ｒ ｎ ｃｏ ｏ ｕ ｅ ｏ ｅ ｘ ｃｌ ，ｗ ｉｈ ｐ ｏ ｉ ｅ ｅｅ ｅ ｃ ａ ａｆ ｒ ａｍｏ ｉ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｏ ｏ ｕ ｅ ｏ ｅ ｆ ｃｉｅｙ ｎ ｎ ｚ ｈ ａ ｍｏ ｉ ｆｃ ｍｐ ｔ ｒ ｗ ｒｅ ａ ｔ ｌ ｐ ｙ ｈ ｃ ｒｖ ｄ ｓｒ ｆｒ ｎ ｅ ｄ ｔ ｏ ｒ ｎ ｃｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｆ ｍｐ ｔｒｐ ｗ ｒｅｆ ｔ ｌ ． ｈ ｏ ｃ ｅ ｖ
法 判 断 （ ）两 个 相 邻 同 趋 势 过 零 点 。ｋ） 和 ｋ （ （： 则理 想信 号周 期为 ： ｋ），
＝
１ 傅 里 叶 变 换 检 测 原 理
对 于离 散序 列 的傅 里 叶变 换 ， 常采 用 一 种 快 速 通 的计算 方 法 ， 即快 速 傅 里 叶 变 换 （ Ｆ ） 丌 大 大 减 Ｆ Ｔ 。Ｆ 少 了离 散傅 里 叶变换 的运算 量 。 假 设序 列 （ ）的离 散傅 里 叶变换 为 ： ｎ
波 滤 波器 ＿或 带通 滤 波器 ＿ ， ２ ３ 该检 测 方 法 的突 出优 点仅在交流正弦 波 电压 的峰值处 产 生高 振 幅 短 脉 冲 电流 ， 因而 产 生 大
量 谐波 。该 谐波 向后 传 播 回到 电力 系统 ， 成 电力 系 造 统 的污 染 ， 特别是 计算 机 大 规 模 使 用 的场 所 谐 波 污 染
假设 实 际采样 序列 和理 想采样 序 列分别 为 ：
（ ） ｋ＝０ １ ２ ｋ， ， ，…Ｍ 一１
２
编程简单 、 资源丰富和人机交互的特点， 提高信号检测
分析 的精 度 、 系统 的可 操 作 性 和 界 面 友 好 性 。利 用 采 样数 据 的实 序列 特点 ， 降低傅 里 叶变换 算 法 的计 算 量 。 该 系统 引入 一 种 重 新 定 位 采 样 序 列 的二 次 同 步 化 方
基于DSP和CPLD的谐波检测系统设计
摘
要 ： 为 实 时检 测 谐波 ， 高检 测 精 度 ， Ｔ ３０ ２ １ 提 以 ＭＳ２ Ｆ８２芯 片为 控 制 系统 ， 增 加 了可编 程 逻 又
辑 器件 （ Ｐ Ｄ） 设 计 了一种谐 波 检 测 系 统。 详 细介 绍 了硬 件 各 模 块 的 功 能特 点 和 软件 各 模 块 具 ＣＬ ，
体 实现 流 程 图。该 系统 经测 试表 明， 可有 效验 证谐 波检 测 与控制 算法 的正确 性 ， 即将投入 实 际运 并
行。
关键 词 ： Ｄ Ｐ控 制器 ； Ｐ Ｄ可编 程 逻辑 器件 ； 波检 测 Ｓ ＣＬ 谐 中图分 类号 ：Ｍ７ ２ Ｔ ３ 文献 标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ １— ８ ４ ２ １ ） ３— ０ １ ０ １０ ０ ７ （ ０ ２ ０ ０ ０ — ５
ｃｎｒｌ ｙｔｍ ａ ｄａ ｄＣ Ｌ （ ｒｇａ ｍａ ｌ Ｌ ｇ ａ Ｄ ｖｃ ） ｔｅｈｒ ｏ ｉ ｔ ｔ ｙｔ ｅｉ ｅ ．Ｔ ｅｆｎｔ ｎ ｏ ｔ ｓ ｎ ｄ Ｐ Ｄ Ｐｏｒｍ ｂｅ ｏｉ ｌ ｅｉ ， ｈ ａｍ ｎｃ ｅ ｓ ｍ ｉ ｄ ｓ ｎ ｄ ｈ ｃｉ ｏｓ ｅ ｃ ｅ ｓｓ ｅ ｓ ｇ ｕ ｏ
２ 三相谐 波 电流 采样硬 件设计 ２ １ 同步采样 均匀 细分 电路 ．
进行 操 作 时 序 ， 可 在 ０ ０ ２ ０ 便 Ｘ ０ ０ １读 到谐 波 电 流 的 Ａ Ｄ数值 。 ／
在 实际 电网 中 ， 由于受 大负荷 扰动 的影 响 ， 电压 和电流 的频 率并 不是 固定 不 变 的 。 在 工频 上 有 一 它
Ａｂｓ ｒ ｔ Ｉ ｏ ｄ ｒ ｔ ｔ ｃ ｒ ｎ ｃ ｅ ｌ ｉ ｎ ｉ ｒ ｖ ｔ ｓ ｃ ｕ ａ ｙ， ｔｋ ｃ ｉ ｔａｃ ： ｎ ｒ ｅ ｏ ｄｅｅ ｔ ｈａｍｏ ｉ ｒ ａ ｔ ｍｅ ａ ｄ ｍｐ ｏ ｅ ｅ ｔａ ｃ ｒ ｃ ａ ｅ ｈ ｐ ＴＭＳ ２ ２８ ２ ｓ ｔ ３ ０Ｆ ａ ｈｅ １
电力谐波动态监测系统的研究与设计
１ 神 经 元 电力 谐 波 动 态 检 测 的 方 法
基 于 自适 应 噪声 对 消技 术 的神经 元 电力谐 波 动态 检测 方法 的原理 如 图 １所示 。 神经元 的学习规 则采 用最小 均 方 （ ＭＳ 算法 ， Ｌ ）
维普资讯
第２ ８卷 第 １８期 ７
２ ７年 ８月 １ ０ ０ ０日
电
力 系
统
通
信
Ｖｏ ． Ｎｏ ７８ １ ２８ ．１
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收 稿 日期 ：２ ０ ０ ６—１ ２—２ 修 回 日期 ：０ ７—０ ９； ２０ ２—０ ８
同步 的控制 信 号 ， 此 信 号 送 入 Ｄ Ｐ的 外 部 中断 将 Ｓ
控 制端 ， 于 自动调整谐 波 电流 检测 算法 的计算 步 用
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利 用 误 差 反 馈 信 号 ｅ ｔ 来 调 整 权 值 Ｗ （ ） 其 中 （） ｔ（
ｔ ≤２ ） ≤ｉ ｎ 。经 过 若 干 次 迭 代 之 后 ， 经 元 的 输 神 出 Ｙ ｔ 最佳 逼近 （ ） 而 系 统 的输 出 （ ） 最佳 （） ｔ， ｔ则 逼近需 要 检测 的 ｉ ｔ 。 ） （
中 图分 类 号 ： Ｍ ６ Ｔ ７２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５— ６ １ ２ ０ ） ８— ０ １ ０ １０ ７ ４ （ ０７ ０ ０ ６ — ３
用于大规模量产射频开关芯片的谐波测试系统
用于大规模量产射频开关芯片的谐波测试系统胡信伟上海知白智能科技有限公司 上海 200333摘 要 本文介绍了一种应对量产自动测试机的大功率谐波测试系统的设计，该设计可以对绝大多数的射频前端开关芯片进行二次和三次谐波的测试。
这种方法可以广泛地应用于半导体固态射频开关的量产FT测试和CP测试及实验室可靠性测试中。
关键词 谐波测试；固态开关；射频；天线调谐开关Harmonic Test System for Mass Production of Radio Frequency Switch ChipsHu Xin-weiShanghai Zhibai Intelligent Technology Co., Ltd., Shanghai 200333, ChinaAbstract This paper introduces the design of a high-power harmonic test system for mass production of automatic testmachine, the design can perform the second and third harmonic tests of most radio frequency front-end switch chips. This method can be widely used in mass production of FT testing and CP testing of semiconductor solid-state radio frequency switches and laboratory reliability testing.Key words harmonic test; solid state switches; radio frequency; antenna tuning switch引言谐波（Harmonics）是一个数学概念，也是一个物理概念，是射频测试中非常重要的一个测项。
电力系统中的谐波分析与滤波器设计
电力系统中的谐波分析与滤波器设计谐波是指在电力系统中产生的与基波频率不同的周期性波动。
在电力系统中，各种电力设备和负载会引入谐波，导致电网中出现频率不是50Hz（或60Hz）的电压和电流波形。
谐波对电力系统的稳定性和设备的正常运行造成了许多不利影响，因此谐波分析和滤波器设计是电力系统工程中的重要环节。
谐波分析是指通过测量、分析和评估电网中的谐波含量和频率，以便减少谐波对系统的负面影响。
谐波分析的第一步是进行谐波测量。
常用的谐波测量设备包括数字式谐波分析仪、示波器和功率质量分析仪。
这些设备能够测量电压和电流波形，并计算出各阶谐波的含量和相位。
通过对谐波分析结果的评估，可以确定系统中谐波问题的严重程度和主要源头。
在谐波分析的基础上，根据实际情况设计合适的滤波器是解决谐波问题的关键。
滤波器是一种能够滤除谐波波形的设备，其作用是在电网中引入合适的阻抗来抑制谐波的传输与扩散。
谐波滤波器的设计需要考虑电力系统的频率及其谐波频率、电源类型、负载特点、系统容量以及谐波抑制要求等因素。
谐波滤波器通常分为无源滤波器和有源滤波器两类。
无源滤波器主要由阻抗元件组成，如电感、电容和电阻。
它们被设计为在特定的谐波频率上具有较高的阻抗，以便吸收或反射谐波电流。
有源滤波器则利用电子器件（如晶体管、场效应管和运算放大器）产生与谐波相反相位的电流，从而实现谐波的相消。
常见的谐波滤波器设计方法包括被动滤波器、谐波箱和主动滤波器。
被动滤波器是应用最广泛的一种，通过选择合适的电感和电容值来滤除特定的谐波分量。
谐波箱是一种集成了多个被动滤波器的设备，可以同时滤除多个谐波分量。
主动滤波器则利用电子器件实时控制谐波电流，以实现较高的谐波抑制效果。
在谐波滤波器设计过程中，需要根据电力系统的实际情况选择适当的滤波器拓扑结构。
常见的拓扑结构包括LC型滤波器、LCL型滤波器和有源滤波器。
LC型滤波器是最简单的一种，由电感和电容串联组成，适用于滤除低频谐波。
基于LabVIEW的电谐波测量系统设计
电能质量 关 系 重 大 ， 引起 世 界 各 国 的 广 泛 重 视 ， 已 其
中美 、 日等 发 达 国 家 已 进行 了 多年 的研 究 ， 取得 了许 多重
要 的理论 和应 用成 果 。一 方 面采 取 种 种 可 能 的技 术 措 施 ，
抑制电能质量 的恶化， 使其尽量得到改善； 另一方面在系
李 迪
广州 ５ ０ ４ ；． １ ６ ０２ 电子科技 大学中 山学 院 中山 ５ ８ ０ ） ２ ４ ３
摘
要 ：本文采 用 Ｌ ｂ Ｅ 图形 化软件编程 实现了原来用硬件 实现 的 Ｆ Ｔ 变换 、 ａＶＩ Ｗ Ｆ 滤波 、 信号 的缩放 等一 系列 功能 。
硬件方 面采用具 于 Ｐ Ｉ Ｃ 总线 的 Ｐ Ｃ和传感 器电路 。谐波是 电能质量 问题 的重要方面 ， 本文重点对谐 波进 行分析 ， 给 并
统 中 的特 殊位 置装 设专 门的 电能 监 视 装 置 ， 确 及 时 地检 准 测 出 电能质量 方 面存 在 的 问题 。到 目前 为止 ， 内对 电 能 国 质 量 的检测分 析手 段 比较 落后 ， 部 分 产 品还 停 留在 用单 大 片机 制作 监 控 设 备 ， 能进 行 简 单 检 测 分 析 的阶段 ， 只 国外
些 产 品一 方 面 价 格 昂 贵 ， 一 方 面 功 能 模 块 固定 ， 级维 另 升
ｃ ｎ ＝笔 ； 、 、 ｏ ｆ ＝２ ｃ ｆ Ｔ分别为角频率、 ｏ 频率 、 周期。幅值、 初
』
护 复杂 ， 能满 足 用 户 多 方 面 的 需要 。鉴 于 这 种 情 况 ， 不 很 有 必要 引入新 技术 开发 出一种 全 新 的 电能质 量 监 测 装 置 ， 能 够对 电力 系统 电能质 量 进行 实 时 准 确 的检 测 分 析 ， 于 基 这个想法， 把当前测控领域最先进的技术——虚拟仪器技 术 引 入到 电力 系 统 中来 ， 它 作 为 主 要 工 具 ， 研 制 电 能 用 来 质 量检测 装 置 。虚拟仪 器技 术 是诞生 于 ２ 世 纪 ９ 年 代 的 ９ Ｏ
一种电网谐波监测系统的研究与设计
ｕ）∑ 、 ｕｉｎ＂ｄ （ ｔ ＝ ／ ｎ＂ｔ Ｊ ｓ（３＋ １ ０
Ｎ
（ １ ）
ｉ＝ ，－ｓ（ ＋Ｊ （ ∑＂ Ｉｎ日ｔ ｔ ／ ． ｎ １ ） ２ ｉ ３
ｎ ＝ｌ
（ ２ ）
式中 ： 表示基波的角频率 ， ｄ ； 表示谐波 次数 ； Ｉ分别为第 日 ｒ＼ ｎ ａｓ Ｕ、 ｒ次谐波 的电压 和电流的均方根值 ；…１ １ Ｑ ３分别为第 ｎ次谐波 电压 和 电 流的初相角 ； Ｎ表示所 考虑的谐波 的最 高次数 ， 由波形 的畸变 程度和分 析的准确性要 求来决定 。 但对于电网这种 不规 则的畸变波形无 法表示成 函数解析式后 用傅 里叶技术进 行计算 ，一般 对该种波形 的时间连续信号用采样装 置进行 等间隔采样 ，并把采样值 依次转换成数字 序列传输至处理器进行 快速 谐波分析。离散傅里 叶变换 （ Ｆ 的提 出为傅 里叶技术 在计 算机领 域 Ｄ Ｔ） 的应用铺平 了道路 ， 但对 于谐波监测 系统 而言直接进 行 Ｄ ＇ 计算量 较 Ｆ＇ Ｉ 大， 难以保 证监测 系统 的实时性 ， 以监测 系统 采用了一种基 于滑 窗迭 所 代思想 的 Ｄ Ｔ Ｆ 快速检测算 法。
Ｎ
量仪器 的要 求 ， Ａ级测量仪 器应分析到 ５ Ｏ次谐波 ，根据 采样定理 的要 求， 采样 频率与被采样信号 频谱 中最高频率 的 比值应 大于 ２ 因此工频 ， 周期采样点数为 ２ ６ ， ５ 时 采样频率 为 ６ ０ Ｈ 。 ３ ２ １Ａ的主频 能达到 ４ｋ ｚ ￥ Ｃ４０ ２ ３ Ｈ 完全能够满足采集要求 。 ０Ｍ ｚ 而且 能有一定 的时间可 以处理显示 和 按键扫描等 。硬件 系统框 图如 图 １ 所示 。 （） １ 电源 电路设计 ￥Ｃ ４０ ３ ２ １Ａ需要使用 ３３ ．Ｖ的和 １８ ．Ｖ的直流稳压电源。为简化 系统 电源 电路 的设计 ， 要求整个 系统 的输 入电压 为高质 量的 ５ Ｖ直流稳压 电
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《虚拟仪器技术》课程设计任务书(三)题目：谐波测量分析系统设计一、课程设计任务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，重则造成停电事故，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具有强大的信号分析与数学运算功能，在它的数学分析库中包含了数以百计的VI 程序，能够进行各种时域与频域信号分析。
本课题通过虚拟仪器LabVIEW图形化软件开发平台，设计一种谐波测量分析系统。
本课题中系统的功能实现采用虚拟仪器技术的思想，选择开放式的LabVIEW虚拟仪器软件开发平台，将LabVIEW软件引入到谐波测量分析系统中，能模拟测量低压配电系统的基波电流，基波频率，总畸变率THD、thd，2－31次各次谐波电流含有率等参数。
具体指标与要求如下：(一) 要求设计一个通道的正弦信号发生器以模拟实际电流，具体要求为：1、频率围：0.001Hz～100KHz；2、幅值：0～200A，可选；3、直流偏置：0～100V，可选；4、可调整幅值、相位、频率；调整后无须重新启动（提示：用循环结构）；5、在产生的信号中可以加入高斯噪声。
(二) 谐波测量分析系统能模拟测量低压配电系统的基波电流，基波频率，总畸变率THD、thd，2－31次各次谐波电流含有率、直流含量等参数。
(三) 谐波测量分析系统可以对产生的正弦信号进行频谱分析，得到相关的频谱图。
（四）所有测量分析的参数都要在系统前面板中进行显示，所产生的正弦信号及其频谱图要求分别进行波形显示。
谐波分析原理：对于周期为0/2ωπ=T 的电流谐波信号进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的电流分量，还得到一系列大于电网基波频率的电流分量，如下式所示：∑∞=++=100)sin()(n n n t n I I t i ϕω，( 3,2,1=n ) (1)其中，)sin(0n n t n I ϕω+称为n 次电流谐波，n I 称为n 次电流谐波的幅值，谐波频率与基波频率的比值(1/f f n n =)称为谐波次数。
求模拟信号连续频谱的一般方法是对它做傅立叶变换：⎰+∞∞--=dt e t i i t j ωω)()((2)用数字方法实现傅立叶变换的数学基础是离散傅立叶变换(DFT)。
离散傅立叶变换的数学表达式为1,,2,1,0,)(102-==∑-=-N n ei I I N i N nij n π(3)电流总畸变率TDH 和thd ：fund n n I ITHD %100*22∑∞==(4) rmsn n I Ithd %100*22∑∞== (5) 其中n I 称为n 次电流谐波的幅值，fund I 为基波电流的幅值，rms I 为周期性交流量方均根值。
谐波含有率n HRI 指第n 次电流谐波的rms 值与基波电流rms 值的比率，即%100*fund nn I I HRI = (6)二、课程设计目的通过本次课程设计使学生具备：1）了解现代仪器科学与技术的发展前沿；2）学习和掌握虚拟仪器系统组成和工作原理；3）掌握虚拟仪器LabVIEW 图形化软件设计方法与调试技巧；4）培养学生查阅资料的能力和运用知识的能力；5）提高学生的论文撰写和表述能力；6）培养学生正确的设计思想、严谨的科学作风；7）培养学生的创新能力和运用知识的能力。
三、课程设计要求1、了解和掌握整个虚拟仪器平台的系统组成、工作原理、各单元功能和应用背景；2、根据设计任务进行文献资料的检索，根据各种独立测量仪器的功能和工作原理，确定谐波测量分析系统的功能，制定设计方案和设计虚拟仪器面板；3、利用虚拟仪器LabVIEW软件，编写与调试虚拟仪器的图形化程序；4、撰写完整的课程设计报告。
四、课程设计容1、谐波测量分析系统前面板设计；2、谐波测量分析系统框图程序设计。
五、课程设计报告要求报告中提供如下容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）总体设计方案(包括虚拟仪器概念与传统仪器概念主要区别，虚拟仪器LabVIEW图形化程序的组成和特点，为什么选择虚拟仪器LabVIEW图形化软件开发平台来设计谐波测量分析系统，谐波测量分析系统的总体结构图等)；（3）简述所设计的谐波测量分析系统的工作原理及自己的设计结果所实现的功能，针对前面板要有操作使用说明，以便他人能够正确使用所设计的谐波测量分析系统；（4）程序流程图、框图程序的设计及功能实现方法等；（5）调试、运行及其结果；要求有谐波测量分析系统设计的源程序和运行结果等。
3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排本课程设计共需1周时间，其具体安排见下表:七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%。
摘要近年来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。
电力系统部谐波会使电气设备过热，绝缘老化，使用寿命缩短。
同时还会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。
并引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱，严重影响电能的生产、传输和利用的效率。
对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。
为了解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染问题，对谐波的检测就显得尤为重要。
传统的电能量参数检测系统由于以硬件为核心，体积庞大，功能单一，已无法满足日渐复杂的电力参数测试。
本文采用虚拟仪器的思想，将传统的分离硬件仪器功能进行集成，充分利用现代计算机技术，用软件实现电力系统谐波的测试。
目录摘要 (4)1 序言错误!未定义书签。
1.1 谐波研究背景错误!未定义书签。
1.2电力系统谐波测错误!未定义书签。
2虚拟仪器介绍 (6)2.1虚拟仪器的定义及组成 (6)2.2 虚拟仪器的特点 (9)2.3 LabVIEW平台设计谐波测量分析系统 (11)3 谐波测量分析系统的总体设计 (13)3.1 程序设计 (13)3.1.1 前面板程序（Front Panel） (14)3.1.2框图程序（Block Diagram） (15)3.2流程图 (16)3.3谐波测量分析系统的总体结构图 (16)3.4 谐波测量分析系统的工作原理及功能 (17)4 经验及结论 (18)5 参考文献 (19)引言1.1谐波研究背景一般而言，理想电力系统应具有单一频率、单一波形、若干电压等级的电能属性。
当电压、电流为同样波形、同频、同相位时为电能传输的最高效率模式。
这同样也是电力产品生产、输送、转换力求保证的最佳电能形式。
虽然，在以往的电力系统中正弦波形被畸变的现象就已存在，但由于其功率相对不大，因而危害并不明显。
但是，随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置得到广泛应用的同时也给电力系统带来了严重的污染；而现代工商业的用电设备也对电能质量提出了更高的要求。
因此，如何正确检测谐波，进而抑制电网谐波，提高电能质量已成为当今电工学科研究的热点问题之一。
1.2 电力系统谐波的检测电力系统谐波检测问题是目前电工学科急需解决的难题之一。
现有谐波检测方法按照原理可分为模拟滤波器法、基于传统功率定义检测法、基于瞬时无功功率理论的检测法、基于傅里叶变换的检测方法、基于神经网络的检测法、基于自适应对消原理的检测法、基于小波分析的检测法。
2虚拟仪器介绍2.1虚拟仪器的定义及组成虚拟仪器（Virtural Instrument, VI）的概念是由美国国家仪器公司提出来的，虚拟仪器本质上是虚拟现实一个方面的应用结果。
也就是说虚拟仪器是一种功能意义上的仪器，它充分利用计算机系统强大的数据处理能力，在基本硬件的支持下，利用软件完成数据的采集、控制、数据分析和处理以及测试结果的显示等，通过软、硬件的配合来实现传统仪器的各种功能，大大的突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储等方面的限制，使用户可以方便地对仪器进行维护、扩展和升级。
虚拟仪器是基于计算机的仪器，计算机和仪器的紧密结合是目前仪器发展的一个重要方向，虚拟仪器就是在通过计算机上加一组软件和硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就像是在操作一台自己设计使用的专用的传统电子仪器。
在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了实现信号的输入、输出，软件才是整个仪器系统的关键。
任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便的改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。
虚拟仪器的基本构成包括计算机、虚拟仪器软件、硬件接口模块等，其中，硬件接口模块可以包括插入式数据采集卡（DAQ）、串/并口、IEEE488接口（GPIB）卡、VXI控制器以及其他接口卡。
目前较为常用的虚拟仪器系统是数据采集卡系统、GPIB仪器控制系统、VXI仪器系统以及这三者之间的任意组合。
一般来说, 虚拟仪器是由通用仪器硬件平台(简称硬件平台) 和应用软件两大部分构成的。
（1）虚拟仪器的硬件平台构成虚拟仪器的硬件平台有两部分。
(1) 计算机。
一般为一台PC 机或工作站, 是硬件平台的核心;(2) I/ O 接口设备。
I/ O 接口设备主要完成被测输入信号的采集、放大、模/ 数转换。
不同的总线其相应的I/ O 接口硬件设备,如利用PC 机总线的数据采集卡/ 板(DAQ) 、GPIB 总线仪器、VXI 总线仪器模块、串口总线仪器等。
虚拟仪器的I/ O 接口设备主要有5 种类型。
①PC -DAQ 系统。
PC - DAQ 系统是以数据采集板、信号调理电路及计算机为仪器硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。
这种系统采用PCI 或计算机本身的ISA 总线, 将数据采集卡/ 板(DAQ) 插入计算机的空槽中即可。
GPIB 系统。
③VXI 系统。
④PXI 系统。
⑤串口系统。
它们分别是以其自身的标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。
（2）虚拟仪器的软件目前的虚拟仪器软件开发工具主要有如下两类:文本式编程语言: 如Visual C + + , Visual Basic , Lab2Windows/ CVI 等。
图形化编程语言: 如LabVIEW,HPVEE 等。