【正文】 } /* END for (3) */} /* END for (2) */} /* END for (1) */}void main(void)
。dataR[k+b]=TRdataR[k+b]*cos_tab[p]dataI[k+b]*sin_tab[p]。dataR[k]=dataR[k]+dataR[k+b]*cos_tab[p]+dataI[k+b]*sin_tab[p]。 TI=dataI[k]。k=k+2*b) /* for (3) */{/* printf(p=%d ,p)。for(k=j。i。while(i0) /* p=pow(2,7L)*j。j++) /* for (2) */{ p=1。} /* b= 2^(L1) */for(j=0。while(i0) {b=b*2。L++) { /* for(1) */b=1。 }/************** FFT *******************/for(L=1。i++){ dataR[i]=dataI[i]。 */ }for(i=0。 dataI[xx]=dataR[i]。0x01。0x01。0x01。0x01。0x01。0x01。i++) { x0=x1=x2=x3=x4=x5=0。/********** 逆序部分************/for(i=0。int xx。int x0,x1,x2,x3,x4,x5。 P_real++。 ADCSRA|=(14)。F_done=1。char mm[2]={0x3a,0x09}。 char *s2=%。bit F_done=0。 float mode[23]。char flash *str_THDU=THDU:。char flash *str_U=RMS voltage:。char tempstrnm[16]。float dataI[64]={0}。const flash float cos_tab[64]={……………}。在此，謹(jǐn)向他致以崇高的敬意和衷心的感謝！最后，向各位辛勤培育我們的老師們致以崇高的感謝！參考文獻(xiàn)1 (Austrian)George Systems Harmonics Fundamentals,Analysis and Filter :Springer,20012 Peter . C for electronics and puter engineering technology. Englewood Cliffs : PrenticeHall Inc.,1990. 3 Paul . Singlechip microputers. London : Granada,19844 Kenneth . Microcontrollers:architecture,implementation,and programming. Berkeley : Osborne McGrawHill,20025 刑增平. Protel ：中國鐵道出版社，20056 ：中國水利水電出版社，19887 ：中國電力出版社，20018 王兆安,黃俊. ：西安交通大學(xué)出版社，20029 ：機械工業(yè)出版社，200310 ：華北電力大學(xué)，200011 吳湘淇，：中國鐵道出版社，199612 ：高等教育出版社，200213 求實科技，：人民郵電出版社，200214 ：電子工業(yè)出版社，200515 ：中國電力出版社，200416 ：中國電力出版社，200117 ：中國電力出版社，200518 沈文，Eagle lee，：清華大學(xué)出版社，200319 吳雙力，：北京航空航天大學(xué)出版社，200420 ：北京郵電大學(xué)出版社，200521 ：清華出版社，1999附 錄C：諧波分析軟件源程序/*********************************************Project : Harmonics anlayseVersion : Date : 2006613Author : YinMing Company : NCEPUComments: Chip type : ATmega32LProgram type : ApplicationClock frequency : MHzMemory model : SmallExternal SRAM size : 0Data Stack size : 512*********************************************/include include include include include include define RXB8 1define TXB8 0define UPE 2define OVR 3define FE 4define UDRE 5define RXC 7define FRAMING_ERROR (1FE)define PARITY_ERROR (1UPE)define DATA_OVERRUN (1OVR)define DATA_REGISTER_EMPTY (1UDRE)define RX_COMPLETE (1RXC) //wdtdefine WDRF 3define WDTOE 4define WDE 3//取算術(shù)平均值的次數(shù)。這一切都鼓勵著我今后去取得更大的進(jìn)步來報答恩師的培養(yǎng)和教誨。致 謝本學(xué)位論文是在石新春老師和謝志遠(yuǎn)老師的精心選題和悉心指導(dǎo)下完成的，課題的每一部分工作都凝結(jié)著他們的關(guān)懷和鼓勵?？偲饋碚f，諧波檢測的精度在要求不高的情況下可以接受。表x－1 6月19日AM01時的兩次次諧波分析結(jié)果測量值第一次結(jié)果第二次結(jié)果RMSHRU 1%%HRU 2%%HRU 3%%HRU 4%%HRU 5%%HRU 6%%HRU 7%%凌晨1時左右微機用戶開始關(guān)機，表x－1中數(shù)據(jù)同表5－2相比，可以看到三次諧波含有率大幅度減小，表x－1中第二組數(shù)據(jù)比第一組數(shù)據(jù)晚兩分鐘測得，因此第二組數(shù)據(jù)測量時，微機用電量更少，同時，第三次諧波含量更少。造成平頂波形的原因之一是變壓器鐵心飽和，因此有部分干擾可能是由于用變壓器做電壓傳感器造成的。圖x－1 第三次測量結(jié)果表示的電壓圖形由此可以看出，本設(shè)計對諧波含量的分析基本正確，達(dá)到了設(shè)計的基本要求。軟件算法的復(fù)雜化對硬件提出了更高的要求，通常需要使用MCU或FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和通信等控制功能，而由DSP器件來完成大量的計算工作。缺點是：(1)在實時系統(tǒng)中運算量較大，需要如DSP等高價格的高速芯片。小波變換的優(yōu)點是：(1)具有時－頻局部化的特點，特別適合突變信號和不平穩(wěn)信號分析。三．小波分析法小波變換是新的多尺度分析數(shù)字技術(shù)，它通過對時間序列過程從低分辨率到高分辨率的分析，顯示過程變化的整體特征和局部變化行為。二次變換的優(yōu)點是：可以準(zhǔn)確地檢測到信號發(fā)生尖銳變化的時刻；精確測量基波和諧波分量的幅值。二．二次變換法二次變換是一種基于能量角度來考慮的新的時域變換方法。(2)不必建立精確數(shù)學(xué)模型，只考慮輸入輸出關(guān)系即可。一．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論是巨量信息并行處理和大規(guī)模平行計算的基礎(chǔ)，它既是高度非線性動力學(xué)系統(tǒng)，又是自適應(yīng)組織系統(tǒng)，可用來描述認(rèn)知、決策及控制的智能行為。傅立葉變換時在電能質(zhì)量分析領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的基于變換的方法，因此理論研究非常豐富，有多種改進(jìn)的算法，它們各有自己的優(yōu)點，應(yīng)分情況使用?；舅枷胧牵豪脭?shù)字存儲示波器以固定采樣率分別采集標(biāo)準(zhǔn)工頻信號和有頻率漂移的工頻信號，用諧波分析程序?qū)山M采樣數(shù)據(jù)分別進(jìn)行譜分析，通過比較分析結(jié)果，獲得同步誤差的定量信息。由于鎖相倍頻電路實時地跟蹤著工頻信號的變化，因此，模數(shù)變換器的采樣脈沖始終是被測信號基波頻率的整數(shù)倍，實現(xiàn)了對頻率漂移信號的同步采樣。圖中，被測工頻信號經(jīng)過中心頻率50Hz、帶寬不超過25Hz的帶通濾波器選頻后，由整形電路處理成方波信號，然后輸入到由鎖相環(huán)和計數(shù)器組成的鎖相倍頻電路。硬件措施主要是利用鎖相環(huán)技術(shù)，使采樣頻率實時地跟蹤被測信號基波頻率的變化，即始終保證 N=T/Ts=W/Ws的關(guān)系。采用軟件同步采樣技術(shù)，可使檢測結(jié)果達(dá)到很高的精度和準(zhǔn)確度。軟件措施是基于近可能最大限度地減小非同步采樣誤差的思想。此外因傳感器件的傳感特性問題，還需要對采集得到的信號做擬合處理。表5－2 6月18日PM11時的三次諧波分析結(jié)果測量值第一次結(jié)果第二次結(jié)果第三次結(jié)果RMSHRU 1%%%HRU 2%%%HRU 3%%%HRU 4%%%HRU 5%%%HRU 6%%%HRU 7%%%由表5－2可以看到三次相鄰時間的數(shù)據(jù)非常平滑，更能顯示出諧波的總體性質(zhì)是以3次諧波為主，2次諧波次多。本試驗中采取對8次計算結(jié)果求平均值。表5－1是華北電力大學(xué)學(xué)一社宿舍樓6月17日上午8時，用單片機對220V線路電壓的連續(xù)三次測量結(jié)果(只取諧波的2～7次便于分析)：表5－1 6月17日AM8時的三次諧波分析結(jié)果測量值第一次結(jié)果第二次結(jié)果第三次結(jié)果RMSHRU 1%%%HRU 2%%%HRU 3%%%HRU 4%%%HRU 5%%%HRU 6%%%HRU 7%%%由表5－1可以看出電壓有效值RMS以及各次諧波均有較大的波動，其原因可能是采樣點過少，采樣精度低，干擾信號以及頻率變化對計算造成較大的干擾。5. 提高分析精度方法的研究 計算結(jié)果的處理在初步設(shè)計軟件的過程中，并未考慮對計算結(jié)果取平均值，而是是采樣64點后馬上進(jìn)行計算并顯示。需要注意的是，啟動看門狗之前必須執(zhí)行看門狗復(fù)位指令以防止非正常復(fù)位。如果程序執(zhí)行時沒有及時復(fù)位定時器，一旦時間超過復(fù)位周期， ATmega32 就會復(fù)位，并執(zhí)行復(fù)位向量指向的程序。比如對沒有使用的中斷向量入口，均用IRET中斷返回指令填充，這部分工作CVAVR工具編譯時會自動完成。()、strcpy()、strcpyf()()、ftoa()等字符串操作函數(shù)完成數(shù)字向字符串的轉(zhuǎn)換，通過puts()函數(shù)調(diào)用putchar()函數(shù)完成發(fā)送。四．由于在接口程序Putchar()和中斷服務(wù)程序中都要對數(shù)據(jù)緩沖器的讀、寫和隊列計數(shù)器3個指針判斷和操作，為了防止沖突，在Putchar()中對3個指針操作時臨時將中斷關(guān)閉，提高了程序的可靠性。三．用編譯控制命令pragma savereg和pragma savereg+，使得由CVAVR在生成的中斷服務(wù)程序中不進(jìn)行中斷保護(hù)(CVAVR生成中斷保護(hù)會將比較多的寄存器壓入堆棧中)，而在中斷中嵌入?yún)R編，只將5個在本中斷中必須要保護(hù)的寄存器壓棧。而UART的硬件發(fā)送完一個數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生中斷，由中斷服務(wù)程序負(fù)責(zé)將發(fā)送緩沖器中數(shù)據(jù)依次送出。 }else UDR=c。 if (++tx_wr_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_wr_index=0。asm(cli)if (tx_counter || ((UCSRA amp。 }。 UDR=tx_buffer[tx_rd_index]。unsigned char tx_wr_index,tx_rd_index,tx_counter。在使用AVR時，應(yīng)根據(jù)芯片本身的特點(片內(nèi)大容量數(shù)據(jù)存儲器RAM，更適合采用高級語言編寫系統(tǒng)程序)，編寫高效可靠的UART收發(fā)接口(低層)程序。 上位機通信一般教科書上提供的UART收發(fā)的程序往往是一段采用輪循(Polling)方式完成收發(fā)的簡單代碼。//打印總諧波畸變率 strcat(tempstr,s2)。 temph=sqrt(THDU)*100/mode[1]。 } strcpyf(tempstr,str_THDU)。 strcat(tempstr,tempstrnm)。 itoa(i,tempstr)。//用THDU暫時存儲h次諧波模值 ftoa(temph,2,tempstrnm)。i++) { temph=(mode[i]/mode[1])*100。//計算前先清空THDU for(i=2。因此對諧波含量可以通過模值的比值來求解。 rms=sqrt(dataR[64]) 各次諧波含量本設(shè)計只考慮整數(shù)次諧波的計算，一個含有2～7次諧波，各次諧波含量分別為1/1/1/1/1/1/7諧波的函數(shù)為X(i)=+(sin(t)+(1/2)* sin(2*t)+(1/3)*sin(3*t)+(1/4)*sin(4*t)+(1/5)*sin(5*t)+(1/6)*sin(6*t)+(1/7)*sin(7*t))，對其采樣64點，F(xiàn)FT運算后取得的模值畫出的圖形如圖4－2中的*點。i++) d