基于虚拟仪器的电压闪变算法研究及软件开发

论文摘要

电压闪变是衡量电能质量的一个重要指标,对其进行准确测量具有非常重要的现实意义。本文首先简要介绍了电压闪变的国内外研究动态及各种测量方法,并综合比较了各种测量方法,在此基础之上,选择利用小波分析算法提取电压闪变包络信号的特征参量。由于小波函数具有多样性,针对同一问题采用不同的小波基分析会得到不同的分析结果,所以在实际工程应用中,最优小波基函数的选取是一个难点,也是本课题的研究内容之一。经过对各种常用小波族的特点进行比较分析,选择了存在Mallat快速算法、正交性、离散小波变换等特点的三种小波基函数进行仿真分析。在LabWindows/CVI环境下设计并实现了电压闪变的小波分析软件。在软件设计过程中通过调用动态链接库的方法实现LabWindows/CVI与MATLAB混合编程,以调用MATLAB小波工具箱函数,既提升了虚拟仪器软件的开发效率又提供了可扩展性;采用免费、轻巧却功能强大的开源数据库SQLite3存储数据,进一步地降低了系统的内存开销与经济开支。开发的系统软件具有用户登录验证、数据存取及删除、文件远程传输、打印报表等功能。实验结果表明,小波变换理论因其具有优良的多分辨率分析特性,能够很好地提取电压闪变包络信号的特征参量。基于虚拟仪器开发的软件具有效率高、开发周期短、便于二次开发等优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电压闪变分析的研究背景及其意义
• 1.1.1 电压波动与闪变形成的主要原因
• 1.1.2 电压波动与闪变存在的影响
• 1.2 电压闪变测量的国内外研究动态
• 1.3 电压闪变的数学分析方法介绍
• 1.4 本文的主要研究内容
• 1.5 本文的结构安排
• 第2章 电网电压波动与闪变
• 2.1 电压波动和闪变
• 2.1.1 电压波动
• 2.1.2 电压闪变
• 2.2 IEC 推荐的闪变测量方法
• 2.3 电压波动和闪变的抑制与补偿措施
• 2.4 本章小结
• 第3章 电压闪变的数学分析方法
• 3.1 引言
• 3.1.1 傅里叶分析方法
• 3.1.2 小波分析
• 3.1.3 小波多分辨率分析
• 3.1.4 小波包
• 3.2 小波降噪理论
• 3.3 小波基的选取原则
• 3.4 本章小结
• 第4章 电压闪变的小波分析及 MATLAB 仿真研究
• 4.1 电压闪变的数学模型
• 4.1.1 电压闪变包络信号解调
• 4.1.2 子带多通道滤波
• 4.1.3 电压闪变包络信号的定位
• 4.2 MATLAB 仿真分析
• 4.2.1 含有单一闪变频率分量的闪变信号仿真分析
• 4.2.2 含有多个闪变频率分量的闪变信号仿真分析
• 4.2.3 含有突变信号的电压闪变信号仿真分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于虚拟仪器的电压闪变分析软件设计
• 5.1 开发环境工具
• 5.1.1 MATLAB
• 5.1.2 虚拟仪器
• 5.2 LabWindows/CVI 与 MATLAB 混合编程
• 5.2.1 LabWindows/CVI 与MATLAB 混合编程方法
• 5.2.2 LabWindows/CVI 与MATLAB 之间数据通信
• 5.3 数据库的选取
• 5.3.1 嵌入式数据库
• 5.3.2 SQLite3 的技术特性
• 5.3.3 SQLite3 与 C 语言程序接口函数
• 5.4 软件平台的实现
• 5.4.1 系统面板设计
• 5.4.2 系统各功能模块
• 5.4.3 实验结果分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 致谢
• 详细摘要