基于小波包改进算法的谐波分析仪

论文摘要

电力谐波畸变污染问题日益严重,谐波已成为电能质量的公害之一。因此,对电网谐波进行监测与研究是限制和消除谐波的前提,也是保障供电系统安全经济运行及设备和人身安全的重要因素。目前谐波分析的方法主要有快速傅里叶变换和小波变换,快速傅里叶变换是谐波分析的基础,小波变换有良好的时频特性,是近年来应用较广的一种方法。本文介绍了谐波的概念和特征,对典型的谐波分析方法进行了分析和评述。在分析小波和小波包理论的基础上,应用改进的小波包算法进行谐波分析的方案,此算法利用快速傅里叶变换(FFT)和快速傅里叶逆变换(IFFT)处理经过小波滤波器的各子带信号。依据频带划分规律,分别将傅立叶变换(逆变换)后的低半频段或高半频段谱值置零,并调整滤波器组使子带频带按顺序排列,避免了频带交错现象。通过理论对比和仿真分析研究了小波基函数的选取方法,证明了采用改进的小波包算法能够消除传统小波包变换中的频率混淆现象,有效的提高了谐波分析的准确度和可靠性。本课题以LabVIEW为工具,完成了基于改进小波包变换的虚拟仪器谐波分析软件设计,应用LabVIEW和MATLAB的混合编程,实现了登陆模块、基本测量模块、谐波分析模块和数据通信模块的各项功能。实验结果证明了设计的可行性。

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摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.1.1 电力谐波产生的原因

1.1.2 电力谐波的危害

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的总体结构

第2章典型的谐波分析理论

2.1 谐波的概念

2.1.1 谐波的定义

2.1.2 谐波畸变指标

2.1.3 谐波的特征

2.2 典型的谐波分析方法

2.2.1 基于快速傅里叶变换的谐波分析方法

2.2.2 基于小波变换的谐波分析方法

2.3 本章小结

第3章基于改进小波包变换的谐波分析算法

3.1 小波包变换

3.1.1 小波包的基本概念

3.1.2 小波包快速算法中频率混淆

3.2 改进小波包变换算法

3.3 新型谐波分析算法的仿真研究

3.3.1 电网信号建模

3.3.2 算法的参量选择

3.3.3 改进的小波包与传统小波包算法的仿真比较

3.4 本章小结

第4章基于 LabVIEW 的谐波分析系统设计

4.1 系统软件设计平台

4.1.1 LabVIEW 软件设计平台

4.1.2 MATLAB 软件设计平台

4.1.3 MATLAB 和 LabVIEW 混合编程

4.2 系统软件设计实现

4.2.1 系统软件总体设计

4.2.2 系统各功能模块

4.3 软件测试

4.4 本章小结

第5章结论与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢

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