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1、论文题目：基于FFT和小波变换的电能质量实时监测仪的研究专业：检测技术与自动化装置硕士生：孙鸿婷（签名）指导教师：马宪民（签名）摘要针对电能质量监测和电网谐波污染问题，研制了一种基于嵌入式ARM技术和虚拟仪器平台的电能质量实时监测仪，实现了对三相电网相/线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、电网频率、功率因数、有功电能、无功电能以及三相电压、电流谐波的实时监测。课题主要内容包括电量计算的理论分析、硬件电路设计和上下位机软件设计三部分。论文首先在理论上分析了各个电能参数的计算原理，其中在对谐波处理上运用了FFT与WPT相结合的方法，并对该方法进行了matlab仿真
2、，证实了此方法在谐波处理中的可行性。其次，硬件设计采用ARM7LPC2132作为核心处理芯片，设计了信号采样、滤波、测频、通讯模块等芯片外围电路，充分利用LPC2132内部集成的多路10位A/D、UART、2定时计数器、IC和实时时钟等功能模块，提高了电路集成度。在通信接口设计中，利用LPC2132的两个UART接口设计成双通信口，能同时与多个设备进行通信，并且每个通信口的物理协议可根据需要选择CAN或RS485总线，为现场监控与远程监测提供了便利，提高了与其他设备的兼容性。软件设计分为上、下位机程序两部分。下位机程序主要实现对电网信号的采样以及各个电能参数的计算，其
3、中包括利用FFT变换获取30次以内的谐波含量。上位机程序以虚拟仪器LabWindows/CVI作为开发平台，完成了数据处理、电能参数显示等功能。在数据处理程序中，通过LabWindows/CVI与matlab的接口，运用FFT与WPT相结合的算法，实现了对30次以上暂态谐波的观测。同时，程序运用多线程技术，使各功能程序相对独立，提高了监测仪的实时性。上下位机的数据通信遵循MODBUS协议，增强了监测仪在工业上的通用性。按上述方案设计的样机经过了三次电路制作与软件调试，在实验室对其进行了与外购的电力综合参数测量模块的对比测试实验，实验结果表明监测仪对电能参数的测量精度达
4、到了设计要求，带载荷实验数据稳定。目前本监测仪正在谐波治理系统中进行工业性实验。关键词：LPC2132；电能质量；谐波；快速傅里叶变换；小波包变换；虚拟仪器；MODBUS协议研究类型：应用研究Subject:TheResearchofPowerQualityRealTimeMonitorBasedonFFTandWPTSpecialty:DetectionandControlTechnologyName:SunHong-ting(Signature)Instructor:MaXian-min(Signature)ABSTRACTForthepowerqualitymo
5、nitoringandharmonicpollutionproblems,apowerqualityreal-timemonitorisdevelopedonthetechniqueembeddedARMandvirtualinstrument,whichcanachievethereal-timemonitoringforthree-phasepowerphase/linevoltage,current,activepower,reactivepower,apparentpower,frequency,powerfactor,activeenergy,reactiv
6、eenergyandharmonicofthree-phasevoltageandcurrent.Thethesismainlyincludestheanalysisofthetheory,hardwaredesignandsoftwaredesign.Firstly,theprincipleofvariousenergyparametersisintroducedinthetheory.Especially,thejointmethodforFFTandWPTwhichisusedtodealwiththeharmonicissimulatedbymatlabino
7、rdertoconfirmethefeasibilityofthismethod.Secondly,thehardwarewhichisdesignedusingARM7LPC2132asthecoreprocessingchipsincludessignalsamplingcircuit,filtercircuit,thefrequencymeasurementcircuit,2communicationscircuitandsoon.The10-bitA/D,UART,TimerCounter,IC,real-timeclockandotherf
