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1、C代码接口在频率变化时交流采样中的应用8MovablePowerStation&VehicleNo.120o7C代码接口在频率变化时交流采样中的应用钱克昌,赵锦成(军械工程学院电力工程教研室,河北石家庄050003)摘要:电力系统交流参数计算中常采用的算法是均方根法,但在信号频率变化时会产生较大误差.分析了引起误差的原因,并在基于LabVlEW的交流采样系统中,提出了改进算法,并利用LabVIEW下c语言代码接口技术较好的解决了这个问题.关键词:LabVIEW;均方根;CIN中图分类号:TM744文献标识码:A文章编号:10034250一(2007)01-0008
2、-051引言较好的解决这一问题.LabVIEW是目前国际上应用最广泛的虚拟仪器开发环境之一,主要应用于仪器控制,数据采集,数据分析,数据显示等领域.与传统程序语言不同,LabVIEW采用强大的图形化语言编程,面向测试工程师而非专业程序员,编程方便.对于大多数编程任务,LabVIEW通常能产生高效的代码,特别是其自身集成了丰富而功能强大的数学工具,可以出色的完成绝大多数的数据分析和处理,为用户的编程提供了极大的方便.但LabVIEW也存在不足之处,如不适于完成大量的数据处理的任务,不能实现系统底层操作等.但LabVIEW提供了外部接口功能,可以实现与各种应用软件,如,C语言
3、,MATLAB等编程语言之间的通信与连接.在LabVIEW中可用的外部接口包括DDE,CIN,MATLAB,Scrip等.合理使用这些接口,充分利用其它软件的功能,弥补LabVIEW自身的不足,可以编写功能更强大的Lab—VIEW应用软件.C代码接口(CodeInterfaceNode,CIN)技术是在LabVIEW中调用C源代码的通用方法.LabVIEW通过与目前公认功能强大的C语言接口,可大大扩展其整体功能.均方根法是目前电力系统交流采样参数计算中常采用的方法,采用均方根法计算精度高,不受谐波影响.利用LabVIEW集成的丰富而强大的数学工具很容易实现在交流采样参数的
4、计算.但使用均方根法求取交流参数时必须取一个整周期的波形计算,在信号频率变化而采样频率不变时,就不可能正好取1个整周期的采样数据,因此,计算时就不可避免地产生误差.利用LabVIEW的C代码接口可以收稿日期:2006-10.10作者简介:钱克昌(1984一),男,江苏徐州人,在读硕士研究生主要从事电力系统的测试研究.2均方根法在LabVIEW中的实现及其误差分析电力系统交流参数电压,电流和功率参数均可在任意1个周期内采用积分法求得,三者计算方法基本相同,以电压为例,其积分公式为:u√[(∞f+.)]doJr(1)式中(,—一电压有效值;——电压幅值;∞——角频率;.——电
5、压初相角.如果采样信号包含整次谐波分量时,只要在式(1)的积分变量中加入谐波分量,计算结果中就包含谐波分量.在实际交流采样计算时常用均方根法代替(1)式求电压有效值.经离散化处理并化简可得:U=(2)2.1利用LabVIEW的数学分析库实现均方根法LabVIEW自身包含的数学工具涵盖了线性代数,概率统计,最优化,线性拟和,微积分等各方面的应用,可以出色的完成测试领域对数据的分析和处理.使用LabVIEW的概率统计VIs可以简便的实现均方根计算.与概率统计相关的VI位于AllFunction模板》Analyze子模板》Mathematics子模板:~Probabilitya
6、ndStatistics子模板,ProbabilityandStatistics子模板2007年第1期移动电源与车辆9中的RMS.vi和MomentAboutMean.vi均可以实现均方根计算,如图1所示..Xmomen.t.—————:erroer三二伯Iueordererror.概率统计MomentAboutMean.vi计算公式为:=i1n-I()(3)公式(3)中m取值为2,X口输人采样数据,计算出叮值后再进行开方运算即可得出电压有效值.'概率统计RMS.vi计算公式为:(4)端口X直接输^采样数据,即可得出电压有效值.2.2均方差法在频率变化时误差分析假设信号频
7、率为f,采样频率为,则每周期的采样点数为f/f=N+Am/M,其中0<Am/M<1,故每周期采样点数为非整数,式(2)应改为:=N-I:+Am2/x(5)式中Uk为最后1个采样点电压值.而在实际计算时,N+Am/M只能取为整数N或N+1,若四舍五人取采样点,则最大会误差0.5个采样点.假设Am/M<0.5,实际计算中以U"=Nk=0u2近似代替U2则其相对误差为:Ut-U盟=(6)又计算可得:Am,1N-I22,"一而【IJ一(N-I2(一)=而Am(1一2)(7)由式(6),(7)可知,当且仅当Am/M=0
