【正文】 x n x n Wx r W x r Wx r W W x r W?????????????? ? ???????? (22) 利用系數(shù) nkNW 的可約性和對(duì)稱性，上式可以表示成兩個(gè)部分： 前半部分 ( )( 0 , 1, ..... / 2 1)X k k N??： 12( ) ( ) ( ) , 0 , 1 . . . . . . . 12kN NX k X k W X k k? ? ? ? (23) 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 后半部分 ( )( , ..... 1)2NX k k N??： 12( ) ( ) ( ) , 0 , 1 . . . . . . . 122kNNNX k X k W X k k? ? ? ? ? (24) 本 設(shè)計(jì)中，我們對(duì)電壓電流兩個(gè)信號(hào)同時(shí)進(jìn)行采樣，同時(shí)做頻譜分析，他們的頻譜序列分別為 nU 和 nI ，采用復(fù)序列 FFT 計(jì)算。交流采樣法包括同步采樣法、準(zhǔn)同步采樣法、非同步采樣法等種，我們重點(diǎn)介紹同步采樣法。 電能質(zhì)量監(jiān)測的基礎(chǔ)理論研究，包括統(tǒng)一的畸變波形下電能質(zhì)量的含義，電能質(zhì)量的界定方法、評(píng)價(jià)體系的研究，各功率成份的定義及物理意義研究等。如何評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的好壞，通常使用的幾種定量評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的指標(biāo)如總諧波畸變率，功率因數(shù)等，但當(dāng)波形為非周期信號(hào)、頻率為分?jǐn)?shù)次諧波頻率時(shí)，上述評(píng)價(jià)指標(biāo)就有不協(xié)調(diào)的問題。尤其在近年來，電網(wǎng)中諸如煉鋼電弧爐、半導(dǎo)體變流裝置和電氣化鐵路等大型負(fù)荷及大量現(xiàn)代日常電氣設(shè)備不斷增加，電網(wǎng)中的電壓、電流波形受到諸如沖擊性、非線性及不平衡用電特性的影響，發(fā)生不同程度的畸變；三相不平衡以及電壓波動(dòng)和閃變等一系列電能質(zhì)量問題不斷復(fù)雜化，電網(wǎng)遭到嚴(yán)重污染。待測的模擬信號(hào)是電網(wǎng)中的交流高電壓和交流大電流，為了隔離高電壓和大電流需要進(jìn)行幅值轉(zhuǎn)換變成低電壓和小電流，然而，這里不僅僅幅值是最重要的，為了不產(chǎn)生附加的畸變，變換過程中的頻率響應(yīng)應(yīng) 具有適當(dāng)?shù)膸挕? 2021 屆 電氣與電子工程 學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 20212341 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 2021 年 5 月 30 日 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) Design of Simple Power Quality Analyzer 簡易電能質(zhì)量分析儀設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績單 姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 簡易電能質(zhì)量分析儀 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 副教授 講師 評(píng) 定 成 績 指導(dǎo)教師 得分 評(píng)閱人 得分 答辯小組組長 得分 成績： 院長 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 題 目 簡易電能質(zhì)量分析儀 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 承 擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位 電氣與電子 工程學(xué)院 導(dǎo)師 姓名 導(dǎo)師 職稱 副教授 講師 一、主要內(nèi)容 采用單片機(jī) 設(shè)計(jì)一個(gè)簡易電能質(zhì)量檢測儀，可以實(shí)現(xiàn) 9 次諧波電氣值的測量。 分為單片機(jī)主控制模塊，電源模塊、信號(hào)采集模塊和液晶顯示模塊。 國外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................. 1 我國的研究現(xiàn)狀 ......................................................................................... 3 本文的主要工作 ................................................................................................... 4 第 2 章 系統(tǒng)原理設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 5 交流采樣原理 ....................................................................................................... 5 電能質(zhì)量參數(shù)算法 ............................................................................................... 6 快速傅里葉變換算法原理 ......................................................................... 6 基本交流電參數(shù)計(jì)算原理 ......................................................................... 9 第 3 章 裝置硬 件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 12 單片機(jī)主控制模塊 ............................................................................................. 12 MSP430F149 單片機(jī)簡介 ........................................................................ 13 MSP430F149 引腳分布及工作方式 ........................................................ 14 電源模塊 ............................................................................................................. 16 交直轉(zhuǎn)換模塊 ........................................................................................... 16 退耦電路 ................................................................................................... 17 信號(hào)采集模塊 ..................................................................................................... 18 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡介 ................................................................................... 19 信號(hào)采集電路總體設(shè)計(jì) ........................................................................... 19 過零檢測電路設(shè)計(jì) ................................................................................... 20 模擬信號(hào)采集電路 ................................................................................... 21 諧波檢測電路 ........................................................................................... 22 液晶顯示模塊 ..................................................................................................... 24 LCD1602 簡介 .......................................................................................... 24 LCD1602 引腳定義 .................................................................................. 25 1602 指令集 .............................................................................................. 26 第 4 章 交流電壓、電流有效值測試 ............................................................................. 28 測試方法： ......................................................................................................... 28 誤差產(chǎn)生原因分析 ............................................................................................. 28 第 5 章 結(jié)論與總結(jié) ......................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 31 致 謝 ............................................................................................................................. 32 附錄 A 外文資料翻譯 ...................................................................................................... 33 ：英文 .................................................................................................................... 33 ：譯文 .................................................................................................................... 44 附錄 B MSP430F149 引腳分布 ...................................................................................... 51 附錄 C 硬件電路圖 .......................................................................................................... 54 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)