基于LabVIEW的功率分析儀的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(共19頁(yè))

1、XX學(xué)院(xuyun)本科畢業(yè)論文(b y ln wn)（設(shè)計(jì)）題 目 基于(jy)LabVIEW的功率分析儀的設(shè)計(jì)院（系） 電子工程與電氣自動(dòng)化學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 論文字?jǐn)?shù) 6000 完成日期:2012年 6 月 9 日巢湖學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))誠(chéng)信承諾書(shū)本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全(wnqun)意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)

2、。本人簽名： 日期： 巢湖學(xué)院(xuyun)本科畢業(yè)論文(lnwn) (設(shè)計(jì))使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解巢湖學(xué)院有關(guān)收集、保留和使用畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì))的規(guī)定，即：本科生在校期間進(jìn)行畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬巢湖學(xué)院。學(xué)校根據(jù)需要，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì))被查閱和借閱；學(xué)?？梢詫厴I(yè)論文(設(shè)計(jì))的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編畢業(yè)，并且本人電子文檔和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))在解密后遵守此規(guī)定。本人簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 巢湖學(xué)院2013屆本科畢業(yè)論文（

3、設(shè)計(jì)）I基于(jy)LabVIEW的功率分析儀的設(shè)計(jì)摘 要LabVIEW是由美國(guó)國(guó)家儀器公司所開(kāi)發(fā)(kif)的一種基于G語(yǔ)言(yyn)的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具。誕生于1986年，是一種圖形化虛擬儀器編程語(yǔ)言。功率分析儀，主要用來(lái)測(cè)量馬達(dá)、發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、電機(jī)等功率轉(zhuǎn)換裝置的總效率和電機(jī)效率，目前被廣泛用于混合動(dòng)力電動(dòng)電動(dòng)車(chē)、汽車(chē)，太陽(yáng)能發(fā)電，燃料電池和風(fēng)力發(fā)電。本課題通過(guò)虛擬功率分析儀的設(shè)計(jì)，了解使用基于Labview進(jìn)行虛擬儀器編程的方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。主要實(shí)現(xiàn)方法是對(duì)同頻率的正弦電壓和正弦電流的有效值，相位差及其功率和瞬時(shí)功率進(jìn)行測(cè)試和顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓信號(hào)和電流信號(hào)的功率譜分析，對(duì)視在功率、有功

4、功率、無(wú)功功率的測(cè)量。LabVIEW虛擬儀器可以克服傳統(tǒng)儀器測(cè)量成本高、準(zhǔn)確度低、擴(kuò)展性差的缺點(diǎn)，具有良好的可操作性和可維護(hù)性。關(guān)鍵字：LabVIEW；虛擬儀器；功率分析基于LabVIEW的功率分析儀的設(shè)計(jì)IIDesigning of Power Analyzer Based on LabVIEWAbstractLabVIEW is a developed by American National Instruments Corporation development tool G language based on virtual instrument software.Born in 19

5、86, is a kind of graphical virtual instrument programming language.Power analyzer, mainly to the total efficiency and motor efficiency measurement of motor, transformer, motor, motor power conversion device,It is widely used in electric vehicles, hybrid electric vehicle, fuel cell and solar power, w

6、ind power generation.This topic through the design of virtual power analyzer, understand the use of Labview method based on virtual instrument programming and Implementation Technology.The main method is effective value of the sinusoidal voltage and current on the same frequency, phase difference an

7、d the power and the instantaneous power test and display,spectrum analysis to realize the power of voltage and current signals in power measurement, visual, active power, no power.The LabVIEW virtual instrument can overcome the traditional instruments to measure the high cost, low accuracy, poor sca

8、lability shortcomings, has good operability and maintainability.Key Words:Labview; virtual instrument;power analysis基于LabVIEW的功率分析儀的設(shè)計(jì)巢湖學(xué)院2013屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） PAGE 16 PAGE 15目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc17683 引言(ynyn) PAGEREF _Toc17683 1 HYPERLINK l _Toc27633 1. LabVIEW概述(i sh) PAGEREF _Toc27633 2

9、 HYPERLINK l _Toc4775 1.1 LabVIEW與G語(yǔ)言(yyn) PAGEREF _Toc4775 2 HYPERLINK l _Toc21255 1.2 虛擬儀器的基本概念 PAGEREF _Toc21255 2 HYPERLINK l _Toc8461 1.3 LabVIEW軟件的特點(diǎn) PAGEREF _Toc8461 3 HYPERLINK l _Toc17272 1.4 Labview中的基本概念 PAGEREF _Toc17272 3 HYPERLINK l _Toc18667 1.4.1 VI的概念 PAGEREF _Toc18667 3 HYPERLINK l

10、 _Toc31720 1.4.2框圖程序 PAGEREF _Toc31720 4 HYPERLINK l _Toc15521 2. LabVIEW功率分析儀基礎(chǔ) PAGEREF _Toc15521 4 HYPERLINK l _Toc16982 2.1 虛擬功率分析儀參數(shù)及基本結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc16982 4 HYPERLINK l _Toc6859 2.2 LabVIEW中功率分析儀功能函數(shù)4 PAGEREF _Toc6859 5 HYPERLINK l _Toc20768 2.2.1 正弦信號(hào)發(fā)生器 PAGEREF _Toc20768 5 HYPERLINK l _Toc147

11、76 2.2.2 幅值和電平測(cè)量 PAGEREF _Toc14776 6 HYPERLINK l _Toc15643 2.2.3 功率譜 PAGEREF _Toc15643 7 HYPERLINK l _Toc7075 2.2.4 公式節(jié)點(diǎn) PAGEREF _Toc7075 7 HYPERLINK l _Toc9574 2.3 LabVIEW功率分析儀設(shè)計(jì)步驟 PAGEREF _Toc9574 8 HYPERLINK l _Toc14774 2.3.1整體的設(shè)計(jì)框架就是while循環(huán)結(jié)構(gòu)5 PAGEREF _Toc14774 8 HYPERLINK l _Toc17128 2.3.2設(shè)計(jì)總方案

12、 PAGEREF _Toc17128 8 HYPERLINK l _Toc1053 3. LabVIEW功率分析儀功能實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc1053 9 HYPERLINK l _Toc23696 3.1 各部分電路功能 PAGEREF _Toc23696 9 HYPERLINK l _Toc10160 3.2 程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc10160 10 HYPERLINK l _Toc3798 3.3 程序運(yùn)行結(jié)果 PAGEREF _Toc3798 11 HYPERLINK l _Toc28163 結(jié)論 PAGEREF _Toc28163 13 HYPERLINK l _To

13、c2065 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc2065 14 HYPERLINK l _Toc29402 致謝 PAGEREF _Toc29402 15引言(ynyn)本次課程設(shè)計(jì)是基于Labview的功率分析儀的設(shè)計(jì)，LabVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench（實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器(yq)集成環(huán)境）的英文縮寫(xiě)，這是一種基于圖形化的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，是由美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instrument簡(jiǎn)稱(chēng)NI公司）研制開(kāi)發(fā)的一種圖形化的編程語(yǔ)言，作為一種用“圖標(biāo)”代替(dit)“寫(xiě)程序文本”的語(yǔ)言，LabVIEW又稱(chēng)作

14、G語(yǔ)言。美國(guó)國(guó)家儀器公司NI（National Instruments）提出的虛擬測(cè)量?jī)x器（VI）概念，它是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和儀器系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，使得計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和儀器技術(shù)融合在一起，“虛擬”的含義主要是強(qiáng)調(diào)軟件在儀器中的作用，體現(xiàn)了虛擬儀器與主要通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)各種功能的傳統(tǒng)儀器的不同，是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)了“軟件即是儀器”的先河1。1986年以來(lái)，不管是初學(xué)的新手還是有豐富經(jīng)驗(yàn)的程序員，虛擬儀器（Virtual Instrument）在各種不同的工程測(cè)量和信號(hào)處理及控制的用戶(hù)中廣受歡迎，這都?xì)w功于其達(dá)到傳統(tǒng)儀器無(wú)法比擬的結(jié)果。虛擬儀器的圖形化數(shù)據(jù)流編程順序，程序框

15、圖里節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)的流向反映了程序的執(zhí)行流程順序，同時(shí)圖形化的用戶(hù)界面直觀地顯示數(shù)據(jù)，讓我們能夠方便地查看、修改和控制輸入數(shù)據(jù)。本次設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生同頻率的仿真電壓，電流信號(hào)，它們的振幅，初相位，周期均可任意調(diào)節(jié)，正確測(cè)量有效值，相位差和有功功率1. LabVIEW概述(i sh)1.1 LabVIEW與G語(yǔ)言(yyn)LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering）,即實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境，是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。和Perl、Visual C+、Delphi、Visual Basic等文本型程序代碼的程序語(yǔ)言不一樣

16、的是，LabVIEW是一種利用圖形化的結(jié)構(gòu)(jigu)框圖構(gòu)建程序代碼的語(yǔ)言，所以，運(yùn)用這種圖形化的語(yǔ)言編程時(shí)，基本不用寫(xiě)文本行程序代碼，取代的是使用連線、圖標(biāo)構(gòu)成的流程圖表。LabVIEW是一種面向最終用戶(hù)的編程平臺(tái)，它不必去記憶那眼花繚亂的文本式程序代碼，提供了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和儀器編程的便捷方法。使用它進(jìn)行測(cè)試、原理設(shè)計(jì)、研究并且實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)的功能時(shí)，因而可以促進(jìn)提高工作效率。LabVIEW是一個(gè)圖形編程虛擬儀器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，它集中了圖形化編程方式的靈活性與高性能以及數(shù)據(jù)采集、控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)表示等功能，能為數(shù)據(jù)顯示、測(cè)量分析、數(shù)據(jù)采集和儀器控制等各種實(shí)際應(yīng)用提供因要的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，所以

17、，LabVIEW環(huán)境可以縮短應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)時(shí)間和項(xiàng)目成本幫助程序員們促進(jìn)工作效率。當(dāng)我們厭煩于對(duì)于文本模式編程語(yǔ)言，陷入數(shù)組、函數(shù)、表達(dá)式、指針以及對(duì)象、繼承、封裝等枯燥的概念和代碼中時(shí)，我們急切的需求一種層次清晰、簡(jiǎn)單易用、代碼直觀而且功能強(qiáng)大的編程方法，G語(yǔ)言就是一種這樣的新穎的編程，而LabVIEW則是G語(yǔ)言的新穎的編程方法的代表。LabVIEW基于G語(yǔ)言的基本特征用軟件模塊和流程方框圖產(chǎn)生塊狀程序，編程就像是設(shè)計(jì)電路圖一樣2。1.2 虛擬儀器的基本概念虛擬儀器(Visual Instrument)是一種基于計(jì)算機(jī)的儀器，計(jì)算機(jī)和儀器有兩種結(jié)合方式。一是計(jì)算機(jī)裝入儀器：最典型的是智能化的儀

18、器，這類(lèi)儀器隨著計(jì)算機(jī)功能的強(qiáng)大和體積的縮小，目前已出現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的儀器。二是儀器裝入計(jì)算機(jī)：虛擬儀器主要是指這種方式，它是以計(jì)算機(jī)硬件以及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器利用計(jì)算機(jī)顯示器（CRT）的顯示功能模擬(mn)傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果；利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算，分析，處理，由I/O接口設(shè)備完成信號(hào)的采集，測(cè)量與調(diào)理，從而完成各種調(diào)試功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器中硬件僅僅是解決信號(hào)的輸入/輸出的方法和軟件(run jin)賴(lài)以生存，運(yùn)行的物理環(huán)境，軟件才是整個(gè)儀器的核心構(gòu)件。它由計(jì)算機(jī)，模塊化功能硬件和應(yīng)用軟件三大部分組成。目前(

19、mqin)已有多種虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)工具，一是文本式編程語(yǔ)言：如C,Visual C+，Visual Basic，Labwindows/CVI等。二是圖形化編程語(yǔ)言：本文介紹的NI公司的Labview,HP公司的VEE,Capital Equipment公司的Testpoint2.0和HEM公司的Snap-Master等。1.3 LabVIEW軟件的特點(diǎn)Labview運(yùn)用圖形化的編程方式，設(shè)計(jì)者無(wú)需寫(xiě)任何文本格式的代碼，是真正的工程師的語(yǔ)言；提供了豐富的數(shù)據(jù)采集，分析及存儲(chǔ)的庫(kù)函數(shù)；既提供了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點(diǎn)，單步運(yùn)行，同時(shí)提供有獨(dú)到的高亮執(zhí)行工具，使程序動(dòng)畫(huà)式運(yùn)行，利于設(shè)計(jì)者觀察

20、程序運(yùn)行的細(xì)節(jié)，使程序的調(diào)試和開(kāi)發(fā)更為便捷；32 bit的編譯器編譯生成32bit的編譯程序，保證用戶(hù)數(shù)據(jù)采集，量方案的高速執(zhí)行。利用Labview,可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，Labview提供了Windows,UNIX,Linux等多種版本；囊括了DAQ，GPIB,PXI,VXI,RS-232/485在內(nèi)的各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)；提供大量與外部代碼或軟件進(jìn)行連接的機(jī)制，如DLLS（連接庫(kù)），DDE（共享庫(kù)),ActiveX等；強(qiáng)大的Internet功能，支持常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程測(cè)控儀器的開(kāi)發(fā)。1.4 Labview中的基本概念1.4.1 VI的概念利用LabVIEW開(kāi)發(fā)

21、出的圖形化應(yīng)用編程環(huán)境被稱(chēng)作VI（Virtual Instrument的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，即虛擬儀器）。VI是由框圖、圖標(biāo)以及連線構(gòu)成的應(yīng)用軟件程序，Labview應(yīng)用程序以.VI后綴，由Front Panel（前面板）、Block Diagram（框圖或流程圖程序）以及圖標(biāo)/連接器（Icon）三部分構(gòu)成。前面板是應(yīng)用程序的主界面，是人機(jī)交互的窗口，主要由Indicators（顯示量）和Controls（控制量）組成。在程序運(yùn)行時(shí)，用戶(hù)通過(guò)使用控制量（例如用戶(hù)輸入數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)以及一些文本框、按鈕等）控制程序和輸入數(shù)據(jù)的運(yùn)行，而顯示量（例如顯示波形的示波器控件等）則主要用于顯示程序運(yùn)行的結(jié)果。如果將一個(gè)V

22、I程序比作一臺(tái)儀器，那么，顯示量則是儀器的顯示窗口，用于顯示經(jīng)過(guò)處理、程序分析后的結(jié)果，而控制量是儀器的數(shù)據(jù)輸入端口的控制開(kāi)關(guān)，用于給程序提供控制信號(hào)和輸入數(shù)據(jù)。若是把VI的前面板比作一臺(tái)儀器的操作面板，用于信號(hào)的結(jié)果的顯示(xinsh)、輸入以及儀器控制的運(yùn)行，那么后面板就是儀器中的電路原件和電路板，主要對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和分析1。1.4.2框圖(kungt)程序每一個(gè)程序前面板都對(duì)應(yīng)著一段框圖程序?？驁D程序用Labview圖形編程語(yǔ)言編寫(xiě)，可以理解為傳統(tǒng)程序的源代碼?？驁D程序由端口，節(jié)點(diǎn)，圖框和連線四種(s zhn)元素構(gòu)成。 端口是框圖程序與前面板的控制件和指示器間傳遞數(shù)據(jù)的起點(diǎn)與終點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)

23、是實(shí)現(xiàn)程序功能的基本單元，它具有輸入和輸出端口，在程序運(yùn)行時(shí)完成一定操作。圖標(biāo)是LabVIEW作為G語(yǔ)言這種圖形化的編程語(yǔ)言的特點(diǎn)之一，是圖形化的函數(shù)、變量、常量，以及Express VIs和VIs。一般情況下，LabVIEW中的每一個(gè)圖標(biāo)至少都有一個(gè)端口，用來(lái)向其他圖標(biāo)傳輸數(shù)據(jù)。 連線是圖標(biāo)的數(shù)據(jù)端口之間的數(shù)據(jù)通道，這等同于一般程序中的賦值語(yǔ)句。數(shù)據(jù)是單向流動(dòng)的，從“源數(shù)據(jù)端口”往一個(gè)或多個(gè)“目的數(shù)據(jù)端口”流動(dòng)。不同的線型表示著不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型。在屏幕上，不同數(shù)據(jù)類(lèi)型不同的顏色標(biāo)注。 框圖是用來(lái)實(shí)現(xiàn)LabVIEW中的流程順序。例如條件分支控制、順序控制和循環(huán)控制等，程序員使用它們控制著VI

24、程序的執(zhí)行順序方式。在LabVIEW中，框圖的使用是保證其結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)運(yùn)行的最重要手段。2. LabVIEW功率分析儀基礎(chǔ)2.1 虛擬功率分析儀參數(shù)及基本結(jié)構(gòu)視在功率：測(cè)得的正弦電壓和電流有效值得乘積，即S=UI相位差：通常用表示，是兩個(gè)頻率相同的交流電相位的差, 功率因數(shù)： 用表示，=cos(3）有功功率：指一端口實(shí)際消耗的功率，在正弦波中，電路的有功功率就是其平均功率P=UIcos，無(wú)功功率：Q=UIcos（4）瞬時(shí)功率：正弦波任一時(shí)刻(shk)的電流與電壓的乘積2.2 LabVIEW中功率(gngl)分析儀功能函數(shù)42.2.1 正弦(zhngxin)信號(hào)發(fā)生器圖2-1 正弦波功能引腳

25、圖如圖2-1所示，以下介紹各端口的功能。重置相位確定正弦波的初始相位。默認(rèn)值為T(mén)RUE。如重置相位的值為T(mén)RUE，LabVIEW將把初始相位設(shè)置為相位輸入。如重置相位的值為FALSE，LabVIEW將把正弦波的初始相位設(shè)置為上一次VI執(zhí)行時(shí)相位輸出的值。采樣是正弦波的采樣數(shù)。默認(rèn)值為128。幅值是正弦波的幅值。默認(rèn)值為1.0。頻率是正弦波的頻率，單位為周期/采樣的歸一化單位。默認(rèn)值為1周期/128采樣或7.8125E3周期/采樣。相位輸入是重置相位的值為T(mén)RUE時(shí)正弦波的初始相位，以度為單位。正弦波是輸出的正弦波。相位輸出是正弦波下一個(gè)采樣的相位，以度為單位。錯(cuò)誤返回VI的任意錯(cuò)誤或警告。如將

26、錯(cuò)誤連線至錯(cuò)誤代碼至錯(cuò)誤簇轉(zhuǎn)換VI，錯(cuò)誤代碼或警告可轉(zhuǎn)換為錯(cuò)誤簇。正弦波詳細(xì)信息如序列Y表示正弦波，正弦波VI根據(jù)下列等式生成一個(gè)信號(hào)。yi = a*sin(phasei)i = 0, 1, 2,., n-1，其中，a是幅值，相位(xingwi)i = 初始(ch sh)相位 + 頻率*360*i，頻率是以歸一化周期/采樣(ci yn)為單位的頻率，如重置相位為T(mén)RUE，則初始相位是相位輸入。如重置相位為FALSE，則初始相位是上一次執(zhí)行的相位輸出。“正弦波”VI可重入，所以可使用該VI模擬從正弦波函數(shù)生成器進(jìn)行連續(xù)采集。如輸入控件重置相位為FALSE，則此后對(duì)正弦波VI的調(diào)用將產(chǎn)生含有下個(gè)采

27、樣的輸出正弦波數(shù)組。該VI在下次執(zhí)行時(shí)，將相位輸出作為新的相位輸入。2.2.2 幅值和電平測(cè)量圖2-2 幅值和電平測(cè)量功能引腳圖如圖2-2所示，以下介紹各端口的功能。信號(hào)：包含一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)。重新開(kāi)始平均：指定是否重新開(kāi)始選定的平均過(guò)程。默認(rèn)值為FALSE。第一次調(diào)用Express VI時(shí)，平均過(guò)程會(huì)自動(dòng)開(kāi)始。勾選平均復(fù)選框后將出現(xiàn)輸入端。錯(cuò)誤輸入（無(wú)錯(cuò)誤）：說(shuō)明VI或函數(shù)運(yùn)行前發(fā)生的錯(cuò)誤。直流：采集信號(hào)的直流分量。最大峰：測(cè)量信號(hào)的最高正峰值。輸入信號(hào)：顯示輸入信號(hào)。若將數(shù)據(jù)連Express VI后運(yùn)行，輸入信號(hào)將會(huì)顯示實(shí)際數(shù)據(jù)。如關(guān)閉后再打開(kāi)Express VI，輸入信號(hào)將顯示示例數(shù)據(jù)

28、，直到再次運(yùn)行VI。2.2.3 功率譜圖2-3 功率(gngl)譜功能引腳圖如圖2-3所示，以下介紹(jisho)各端口的功能。X是輸入(shr)序列。功率譜返回X的雙邊功率譜。如輸入信號(hào)以伏特為單位(V)，功率譜的單位為伏特rms平方(Vrms2)。如輸入信號(hào)不是以伏特為單位，則功率譜的單位為輸入信號(hào)單位rms平方。錯(cuò)誤返回VI的任意錯(cuò)誤或警告。如將錯(cuò)誤連線至錯(cuò)誤代碼至錯(cuò)誤簇轉(zhuǎn)換VI，錯(cuò)誤代碼或警告可轉(zhuǎn)換為錯(cuò)誤簇。功率譜詳細(xì)信息函數(shù)x(t)的功率譜 Sxx(f)定義為Sxx(f) = X*(f)X(f) = |X(f)|2，其中X(f) = Fx(t)，X* (f)是X(f)的復(fù)共扼?！肮β?/p>

29、譜”VI根據(jù)FFT和DFT例程計(jì)算功率譜其中Sxx表示輸出序列功率譜，n是輸入序列X中的采樣數(shù)。當(dāng)輸入序列X的采樣數(shù)n為一個(gè)有效的2的冪n = 2mm = 1, 2, 3, , 23,“功率譜”VI以快速基2FFT算法計(jì)算實(shí)數(shù)值序列的快速傅立葉變換并縮放幅度平方。該VI以FFT可計(jì)算的最大功率譜為223(8,388,608或8M)。當(dāng)輸入序列X中的采樣數(shù)不是一個(gè)有效的2的冪而是可分解因子的小質(zhì)數(shù)的積時(shí)，“功率譜”VI以高效DFT算法計(jì)算實(shí)數(shù)值序列的離散傅立葉變換并縮放幅度平方。VI以快速DFT可計(jì)算的最大功率譜為222 1(4,194,303 or 4M 1)。2.2.4 公式節(jié)點(diǎn)公示節(jié)點(diǎn)是一

30、種程序結(jié)構(gòu)，利用公示節(jié)點(diǎn)，用戶(hù)不僅可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式還能通過(guò)文本編程寫(xiě)一些基本的邏輯語(yǔ)句。公式節(jié)點(diǎn)基本上彌補(bǔ)了圖形化開(kāi)發(fā)語(yǔ)言相對(duì)于文本語(yǔ)言的缺陷。公示節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)法和C語(yǔ)言的語(yǔ)法基本相同。公式節(jié)點(diǎn)，如圖2-4所示。計(jì)算程序框圖上的數(shù)學(xué)公式和與C相似的表達(dá)式。在公式中實(shí)用下列內(nèi)置函數(shù)：abs,acos,acosh,asin,asinh,atan,atan2,atanh,ceil,cos,cosh,cot,csc,exp,expm1,floor,getexp,getman,int,intrz,ln,lnp1,log,log2,max,min,mod,pow,rand,rem,sec,sign,si

31、n,sinc,sinh,size0fDim,sprt,tan,tanh。數(shù)學(xué)VI中的解析器和公式節(jié)點(diǎn)中的解析器有所不同。圖2-4 公式節(jié)點(diǎn)(ji din)功能引腳圖2.3 LabVIEW功率(gngl)分析儀設(shè)計(jì)步驟2.3.1整體(zhngt)的設(shè)計(jì)框架就是while循環(huán)結(jié)構(gòu)5While循環(huán)，如圖2-5所示。重復(fù)執(zhí)行內(nèi)部的子程序框圖，直到條件接線端（輸入端）接收到特定的布爾值。將布爾值連接至While循環(huán)的條件接線端。有段單擊條件接線端，從快捷菜單中選擇真（T）時(shí)停止或真（T）時(shí)繼續(xù)。也可將一個(gè)錯(cuò)誤簇連線至條件接線端，右鍵單擊條件接線端，從快捷菜單中選擇真（T）時(shí)停止或真（T）時(shí)繼續(xù)。Whil

32、e循環(huán)永遠(yuǎn)至少執(zhí)行一次。圖2-5 while循環(huán)2.3.2設(shè)計(jì)總方案產(chǎn)生同頻率的仿真電流、電壓信號(hào)，它們的初相位、幅值、采樣、頻率都可以任意的調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)各參數(shù)，可正確測(cè)量有功功率、視在功率和無(wú)功功率。具體包括以下四個(gè)部分：（1）計(jì)算瞬時(shí)功率和顯示瞬時(shí)功率譜的波形圖；（2）計(jì)算相位差和功率因數(shù)；（3）計(jì)算有功功率；（4）計(jì)算電壓有效值；總體設(shè)計(jì)框圖如下圖2-6所示：圖2-6 功率分析(fnx)的結(jié)構(gòu)框圖3. LabVIEW功率分析儀功能(gngnng)實(shí)現(xiàn)3.1 各部分(b fen)電路功能信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)：通過(guò)設(shè)定參數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生同頻率的一個(gè)正弦電壓和一個(gè)正弦電流信號(hào)，可以同時(shí)調(diào)節(jié)它的幅值、頻

33、率和相位，用sine wave.vi節(jié)點(diǎn)來(lái)產(chǎn)生正弦波。相位差的計(jì)算：當(dāng)電壓和電流信號(hào)的頻率相同可以求相位差，利用相位相減法即可求出。功率計(jì)算：，視在功率S=UI，有功功率P=UIcos，無(wú)功功率Q=UIcos，通過(guò)測(cè)量電壓電流的最大值，再通過(guò)得出的相位差，三者之積可以得到結(jié)果。功率譜圖：在電流電壓信號(hào)發(fā)生器之后利用功率譜測(cè)量，從波形圖表可以直觀的看到功率譜圖。3.2 程序設(shè)計(jì)(chn x sh j)程序設(shè)計(jì)(chn x sh j)前面板，如下圖3-1所示。圖3-1 功率(gngl)分析儀前面板程序框圖3-2 功率(gngl)分析儀后面板程序框圖3.3 程序運(yùn)行結(jié)果(ji gu)設(shè)置正弦波電流、電壓采樣為128，頻率為0.9，電流幅值為5V，電壓幅值為8V，電流初始相位為30，電壓初始相位為60，程序運(yùn)行結(jié)果(ji gu)如下圖3-3所示：圖3-3 運(yùn)行程序結(jié)果程序運(yùn)行時(shí)，所得的功率結(jié)果為視在功率S=38.9116，平均功率P=6.0021，無(wú)功功率Q=38.445.瞬時(shí)電流I=3.3456，瞬時(shí)電壓U=1.6632，瞬時(shí)功率UI=5.5648經(jīng)計(jì)算，平均功率P、無(wú)功功率Q、視在功率S之間滿(mǎn)足關(guān)系式：S=.結(jié)論(jiln) 隨著(su zhe)現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的不斷發(fā)展，以LabVIEW為軟件平臺(tái)的虛擬儀器測(cè)量技術(shù)正在現(xiàn)代測(cè)控領(lǐng)域占據(jù)越來(lái)