集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器的軟件設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p><b>　　（20_ _屆）</b></p><p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 測(cè)控技術(shù)與儀

2、器 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p

3、><p>　　近年來(lái)，隨著變配電網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，以及用戶對(duì)電網(wǎng)無(wú)功電源的要求的日益提高，功率因數(shù)的提高正在逐漸成為一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。功率因數(shù)的高低，直接影響到用戶的用電質(zhì)量。解決好電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)都有著極其重要的意義。</p><p>　　本文介紹了一種基于單片機(jī)AT89C52的集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器。該補(bǔ)償器采用三相平衡電路，通過(guò)檢測(cè)B、C相的電壓與A相的電流來(lái)獲得相位差，從

4、而得到功率因數(shù)。采用型號(hào)為MAX197的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)單片機(jī)AT89C52實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理以及輸入、輸出的控制，通過(guò)8255接口芯片輸出并顯示功率因數(shù)及電容投切狀態(tài)。經(jīng)過(guò)本補(bǔ)償器補(bǔ)償后，系統(tǒng)的功率因數(shù)可達(dá)到0.95以上。</p><p>　　本文主要側(cè)重于介紹此功率補(bǔ)償器的軟件部分，列出了詳細(xì)的軟件程序流程圖，并給出了部分程序的代碼。</p><p>　　關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償，功率

5、因數(shù)，軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　The Design of Software of Centralized Reactive Power Compensator</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In recent years, with the continuous development of p

6、ower distribution network, and the increasing requirement of reactive power, how to increase power factor is gradually becoming an important technical work. Power factor directly affects the quality of electricity using.

7、 It has a very important significance for our social and economic to solve the problem of reactive power compensation.</p><p>　　This paper introduces a centralized SCM AT89C52 based reactive power compensati

8、on. The compensation circuit is a three-phase equilibrium, we obtain the phase difference by detecting the phase of BC voltage and A current, then get the power factor. We use the A/D convert MAX197 to collect data, SCM

9、AT89C52 for data processing , input and output control. Output and display the power factor and capacitance of switching state from 8255 parallel port. The system’s power factor can reach 0.95, after t</p><p&g

10、t;　　This article mainly describes the software part of this compensator, and detailed software program flow chart and some program code is listed here.</p><p>　　Keywords: reactive power compensator , power f

11、actor, software design</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1

12、.1課題的來(lái)源1</p><p>　　1.2課題的意義1</p><p>　　1.3無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容3</p><p>　　2集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器總體設(shè)計(jì)概述5</p><p>　　2.1總體設(shè)計(jì)方案5</p><p>　　2

13、.2原理分析與參數(shù)計(jì)算5</p><p>　　2.2.1相位差的測(cè)量與計(jì)算5</p><p>　　2.2.2電容組數(shù)計(jì)算7</p><p>　　2.3算法說(shuō)明及簡(jiǎn)化8</p><p><b>　　3硬件設(shè)計(jì)9</b></p><p>　　3.1單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)框圖9</p>

14、;<p>　　3.2硬件選擇說(shuō)明9</p><p>　　3.3芯片控制端口地址分配10</p><p>　　3.3.1 A/D轉(zhuǎn)換器MAX197控制端口地址10</p><p>　　3.3.2接口芯片8255（1）控制端口地址11</p><p>　　3.3.3接口芯片8255（2）控制端口地址11</p>

15、<p>　　3.3.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片6264地址范圍11</p><p>　　4軟件設(shè)計(jì)（主體部分）12</p><p>　　4.1軟件設(shè)計(jì)思路12</p><p>　　4.2 程序流程圖及說(shuō)明12</p><p>　　4.2.1主程序12</p><p>　　4.2.2子程序1：檢測(cè)并確定電壓

16、過(guò)零點(diǎn)14</p><p>　　4.2.3子程序2：確定功率因數(shù)、判斷感容性14</p><p>　　4.2.4子程序3：排序及數(shù)字濾波15</p><p>　　4.2.5子程序4：控制電容投切16</p><p>　　4.3部分程序介紹17</p><p>　　4.3.1按鍵掃描程序17</p>

17、;<p>　　4.3.2冒泡排序與數(shù)字濾波程序22</p><p>　　4.3.3查表程序23</p><p><b>　　結(jié)論24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>

18、<b>　　附錄27</b></p><p>　　附錄1 功率因數(shù)查詢表27</p><p>　　附錄2 單片機(jī)接口電路圖32</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來(lái)源</b></p><p>　　

19、近年來(lái)，隨著變配電網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，以及用戶對(duì)電網(wǎng)無(wú)功電源的要求的日益提高，功率因數(shù)的提高正在逐漸成為一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。用戶功率因數(shù)的高低，直接關(guān)系到電網(wǎng)中的功率與電能的損耗，關(guān)系到供電線路的電壓損失和波動(dòng)，而且關(guān)系到電能節(jié)約以及用戶的用電質(zhì)量。因此，如何提高配電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)，已經(jīng)成為一個(gè)值得廣大供電企業(yè)深入研究的重要課題。</p><p>　　電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)的傳輸功率包括功功率和無(wú)功功率。在供電系統(tǒng)中，大多

20、數(shù)用電設(shè)備都具有電感特性，這些設(shè)備不僅需要吸收有功功率，還需吸收無(wú)功功率來(lái)產(chǎn)生其正常工作所必需的交變磁場(chǎng)。根據(jù)有功功率=視在功率×功率因數(shù)，可知在一定的額定電壓和額定電流下，電網(wǎng)的功率因數(shù)越高，有功功率所占的比重就越大。電網(wǎng)的自然平均功率因數(shù)一般在0.70～0.85 之間，企業(yè)消耗的無(wú)功功率占總功率的60%-70%，約占有功功率的60%-90%。若將功率因數(shù)提高到0.95 以上，則無(wú)功消耗只占有功消耗的30%左右。根據(jù)《全國(guó)供

21、用電規(guī)則》的規(guī)定，一般工業(yè)用戶的功率因數(shù)在0.85～0.9 以上,凡功率因數(shù)不能達(dá)到指標(biāo)的用戶，供電部門(mén)可終止或限制對(duì)其供電。因此，對(duì)于工業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，提高功率因數(shù)勢(shì)在必行。</p><p>　　提高功率因數(shù)的方法主要有兩種，即提高自然功率因數(shù)法和無(wú)功補(bǔ)償法。提高自然功率因數(shù)法，是指通過(guò)降低各變電、用電設(shè)備所需的無(wú)功功率來(lái)改善與提高其功率因數(shù)的方法。這種方法是最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法，因?yàn)樗恍枰黾油顿Y。若工業(yè)

22、用戶采用提高自然功率因數(shù)法后，其功率因數(shù)仍沒(méi)有達(dá)到《全國(guó)供用電規(guī)則》的要求，這時(shí)就需要設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償法，是指采用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備來(lái)補(bǔ)償用電設(shè)備的無(wú)功功率，以達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。</p><p>　　本課題的思想就是采用無(wú)功補(bǔ)償法，運(yùn)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率因數(shù)的補(bǔ)償，使系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。</p><p><b>　　1.2課題的意義&

23、lt;/b></p><p>　　若無(wú)功功率太低, 會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)許多不利的影響?；旧系慕涣麟娫丛O(shè)備都是根據(jù)其額定電壓和額定電流來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和使用的。若功率因數(shù)過(guò)低，電源提供給負(fù)載的有功功率就相對(duì)偏低，這樣電源設(shè)備的潛力就無(wú)法得到充分利用。另一方面，設(shè)備的功率因數(shù)低，必然要求輸電線路中的電流更大，這就促使工廠增大內(nèi)部啟動(dòng)控制裝置、測(cè)量?jī)x表等設(shè)備的規(guī)格，增大了投資費(fèi)用。同時(shí)也會(huì)使得輸電線路上得有功功率損耗

24、增大，引起加在用電設(shè)備的電壓下降，嚴(yán)重影響其正常運(yùn)行。除此之外，對(duì)于發(fā)電設(shè)備來(lái)說(shuō)，無(wú)功電流的增大會(huì)增強(qiáng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)，使得勵(lì)磁電流過(guò)度增大，進(jìn)而造成轉(zhuǎn)子繞組的溫度升高而超過(guò)允許范圍。為了保證轉(zhuǎn)子繞組的正常工作，發(fā)電機(jī)就不能達(dá)到預(yù)期設(shè)定的出力，影響機(jī)組的發(fā)電量。</p><p>　　電網(wǎng)中的大部分用電設(shè)備，如變壓器、電動(dòng)機(jī)等，都具有電感特性，在工作過(guò)程中都需要吸收一定的無(wú)功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無(wú)功補(bǔ)

25、償設(shè)備，可以補(bǔ)償感性負(fù)載所消耗的無(wú)功功率，減少電源向感性負(fù)載提供的無(wú)功功率。對(duì)于供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，提高功率因數(shù)可以使發(fā)電機(jī)有盡量多的有功功率，在最大程度上利用發(fā)電機(jī)的容量，以便充分利用系統(tǒng)內(nèi)各發(fā)電變電設(shè)備的容量，增加其輸電能力。對(duì)于用電企業(yè)來(lái)說(shuō)，提高功率因數(shù)可以提高企業(yè)各用電設(shè)備的利用率及其工作效率，充分體現(xiàn)企業(yè)的設(shè)備潛在動(dòng)力，為企業(yè)節(jié)約電能，減少電費(fèi)支出，從而降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)，功率因數(shù)的

26、提高可以降低輸電線路的功率和電壓損失， 提高電網(wǎng)的輸電效率，減弱電壓的波動(dòng)，保證各用電設(shè)備的運(yùn)行條件，使其可以正常穩(wěn)定地工作，從而有效改善和提高用電質(zhì)量。因此，提高功率因數(shù)不僅對(duì)提高用戶的用電質(zhì)量有所幫助，更對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)節(jié)約電力資源有著重要意義。</p><p>　　1.3無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從同步調(diào)相機(jī)到開(kāi)關(guān)投切固定電容，到靜止無(wú)功補(bǔ)

27、償器（SVC），直到今天的靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）等幾個(gè)不同的階段。其中，同步調(diào)相機(jī)響應(yīng)速度慢，損耗大，噪音大，且技術(shù)陳舊，已是淘汰技術(shù)；開(kāi)關(guān)投切固定電容屬于慢響應(yīng)補(bǔ)償方式，其連續(xù)性及可控能力差，也已逐漸淘汰；靜止無(wú)功補(bǔ)償器SVC是目前相對(duì)先進(jìn)的實(shí)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，并且已在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用；靜止無(wú)功發(fā)生器SVG是一種更為先進(jìn)的新型靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置，是靈活柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)和定制電力（CP）技術(shù)的重要組成部分，已成為現(xiàn)代

28、無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的發(fā)展方向。</p><p>　　靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）是出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代的相對(duì)先進(jìn)的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，又被稱為靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）。日本、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家的政府及科研單位一開(kāi)始就相當(dāng)重視SVG裝置的研制。1980年，第一臺(tái)20Mvar 的SVG由日本研制成功。90年代，研究出現(xiàn)了突破性的進(jìn)展，日本和美國(guó)分別于1991年和1994年成功研制出一套80Mvar和一套100Mvar

29、的采用GTO晶閘管的SVG裝置，并且均成功投入商業(yè)運(yùn)行。1998年，德國(guó)西門(mén)子公司單機(jī)容量為8Mvar的SVG裝置也順利投入使用。</p><p>　　目前，我國(guó)普遍采用的無(wú)功補(bǔ)償裝置是并聯(lián)電容器、晶閘管控制電抗器(TCR)和晶閘管投切電容器(TSC)。1994年，為了適應(yīng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)新的發(fā)展趨勢(shì)，電力部將研制大容量SVG列為重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目。1999年3月，河南電力局和清華大學(xué)FATCS研究所共同研制的用于22

30、0kV電網(wǎng)的±20Mar SVG在河南電網(wǎng)成功投入使用。很快，國(guó)家電力公司電力自動(dòng)化研究院研發(fā)的±2OOkvar SVG也于2001年2月正常投入運(yùn)行。在理論水平顯著提高的基礎(chǔ)上，加上通過(guò)之前諸多研究所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， SVG的應(yīng)用規(guī)劃仿真研究也在各相關(guān)部門(mén)相繼展開(kāi)。清華大學(xué)FACTS研究充分所利用河南±20Mvar SVG的研制經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)對(duì)上海西郊變電站±5OMvar SVG的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究，

31、以較快的速度研制成功，并于2006年2月28日在上海黃渡分區(qū)西郊變電站進(jìn)行試運(yùn)行。此±5OMvar SVG裝置在建模、主電路設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)定、系統(tǒng)控制策略等方面的研究上取得了重大突破，其核心技術(shù)更是達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，標(biāo)志著我國(guó)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的進(jìn)一步成熟。</p><p>　　目前生產(chǎn)制造SVG并市場(chǎng)化的廠家僅有少數(shù)家，廠家大多通過(guò)技術(shù)合作或技術(shù)引進(jìn)的方式，采用清華大學(xué)FACTS研究所的SVG技術(shù)。我國(guó)生產(chǎn)

32、 SVG的主要廠家有：遼寧鞍山榮信，上海思源清能（四方清能），許繼集團(tuán)，南車株洲時(shí)代，天津先導(dǎo)倍爾，山東新風(fēng)光電子和山大華天等。目前這些廠家對(duì)SVG的生產(chǎn)制造均處于小批量生產(chǎn)試制及推廣階段，尚未形成一定的規(guī)?；爱a(chǎn)業(yè)化。但可以肯定的說(shuō)，隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展和SVG技術(shù)的改進(jìn)與完善，SVG必將成為電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的重要組成部分。</p><p>　　在國(guó)外，SVG的理論研究起步較早，目前已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階

33、段，而SVG的工業(yè)化應(yīng)用對(duì)其理論研究又起到極大的推動(dòng)作用，促進(jìn)新的理論研究成果不斷出現(xiàn)。與之相比，我國(guó)在SVG方面的研究起步相對(duì)較晚，直到20世紀(jì)90年代以后，才有一些高等院校和科研機(jī)構(gòu)陸續(xù)開(kāi)始研究SVG。經(jīng)過(guò)各方面的努力，理論和實(shí)際應(yīng)用都已取得了較大的進(jìn)步。到目前為止，SVG的研究依然是FACTS領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題，我國(guó)仍需在這方面投入大量的人才資源，進(jìn)一步深入其研究以達(dá)到更高水平。 </p><p>　　1

34、.4課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本課題研究的主要內(nèi)容包括集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器的總體方案設(shè)計(jì)、單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)以及部分主要程序的設(shè)計(jì)。</p><p>　　總體方案設(shè)計(jì)思路是，通過(guò)檢測(cè)三相電路中B、C相的電壓與A相的電流獲得相位差來(lái)得到系統(tǒng)的功率因數(shù)，并通過(guò)判斷系統(tǒng)負(fù)載特性來(lái)確定電容投切狀態(tài)。采用12位并行A/D轉(zhuǎn)換器MAX197進(jìn)行電壓、電流的數(shù)據(jù)采集，用單片機(jī)AT89C52

35、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、輸入輸出控制以及電容投切控制等功能，通過(guò)8255并行接口芯片輸出后，顯示功率因數(shù)值和電容的投切狀態(tài)。</p><p>　　單片機(jī)接口電路主要包括單片機(jī)AT89C52與A/D轉(zhuǎn)換器MAX197的接口電路、單片機(jī)AT89C52與并行接口芯片8255的接口電路和單片機(jī)AT89C52與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片6264的接口電路。用一片74LS373地址鎖存器芯片及74HC138譯碼器來(lái)對(duì)MAX197、兩片8255芯片

36、和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片6264進(jìn)行線選。鍵盤(pán)與驅(qū)動(dòng)結(jié)合用于控制電容組的投切。兩片8255并行接口芯片分別接發(fā)光二極管和7段數(shù)碼管，分別用來(lái)顯示電容投切狀態(tài)和功率因數(shù)值。</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)是在總體設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，分析具體算法，確定地址分配。根據(jù)具體算法思路，列出詳細(xì)的軟件主程序流程圖及各模塊程序流程圖。最終結(jié)合流程圖，有選擇性地編寫(xiě)主要模塊的程序代碼。</p><p>　　2集

37、中式無(wú)功功率補(bǔ)償器總體設(shè)計(jì)概述</p><p>　　總體設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，有了總體的設(shè)計(jì)方案，才能進(jìn)一步展開(kāi)硬件與軟件的設(shè)計(jì)?？傮w設(shè)計(jì)主要包括總體方案的設(shè)計(jì)、原理分析及參數(shù)計(jì)算、算法說(shuō)明及簡(jiǎn)化。</p><p><b>　　2.1總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器的系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。</p>

38、<p><b>　　圖2-1 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　電壓互感器與電流互感器分別用于產(chǎn)生電壓、電流信號(hào)；用A/D轉(zhuǎn)換器將采集到的電壓、電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入到單片機(jī)；單片機(jī)從A/D轉(zhuǎn)換器中讀取轉(zhuǎn)化后的數(shù)字量，根據(jù)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算及處理，并其輸出到接口芯片，同時(shí)控制電容的投切；鍵盤(pán)輸入投切信息，與驅(qū)動(dòng)結(jié)合控制電容投切；接口芯片與LED指示燈、數(shù)碼管等顯示

39、器件結(jié)合，顯示電容投切狀態(tài)及功率因數(shù)值。</p><p>　　2.2原理分析與參數(shù)計(jì)算</p><p>　　2.2.1相位差的測(cè)量與計(jì)算</p><p>　　本課題是針對(duì)三相電路進(jìn)行研究的，檢測(cè)B、C相的電壓與A相的電流，通過(guò)電壓的相位來(lái)檢測(cè)電流的相位，從而獲得兩者的相位差。電壓與電流的關(guān)系如圖2-2所示。由圖2-2（b）可知，，根據(jù)所測(cè)得值的不同，系統(tǒng)負(fù)載特性及功

40、率因數(shù)存在以下三種情況：</p><p>　　若0°<<90°，則UA超前于IA，系統(tǒng)為感性。>0 ，功率因數(shù)為cos=cos(90°-)。</p><p>　　若=90°，則UA與IA同相，=0 ，即cos=1。</p><p>　　若90°<<180°，則UA滯后于IA，系

41、統(tǒng)為容性，<0 ，功率因數(shù)為cos=cos(-90°)。</p><p>　　(a) （b）</p><p>　　圖2-2 三相電路電壓、電流關(guān)系圖</p><p>　　圖2-3 電壓過(guò)零點(diǎn)、相位差檢測(cè)原理圖</p><p>　　圖2-3為電壓過(guò)零點(diǎn)、相位差檢測(cè)原理

42、圖。首先，要找到電壓的過(guò)零點(diǎn)。由原理圖可知，零點(diǎn)左側(cè)的電壓值為負(fù)，右側(cè)的電壓值為正，即零點(diǎn)是介于負(fù)值與正值之間的。由于采樣時(shí)有一定的采樣間隔，故恰好檢測(cè)到過(guò)零點(diǎn)的幾率相當(dāng)小。為了將這個(gè)問(wèn)題引起的誤差減到最小，這里采用的方法是，檢測(cè)電壓值，比較所測(cè)點(diǎn)中距離零點(diǎn)最近的負(fù)值與正值的絕對(duì)值，選取絕對(duì)值小的那點(diǎn)作為電壓過(guò)零點(diǎn)，記為A點(diǎn)。另外，考慮到電壓信號(hào)可能存在一定的干擾，特向后延遲了5個(gè)點(diǎn)，以驗(yàn)證A點(diǎn)是否確實(shí)為過(guò)零點(diǎn)。</p>

43、<p>　　過(guò)零點(diǎn)確定后，在向后延遲5點(diǎn)的基礎(chǔ)上，檢測(cè)該點(diǎn)的電流信號(hào)波形，測(cè)得t1時(shí)刻的電流值I1。向后延遲5ms，即90°后，再次檢測(cè)電流信號(hào)波形，得到t2時(shí)刻的電流值I2。根據(jù)電流有效值與瞬時(shí)值的關(guān)系，可得：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p>

44、<p>　　其中，t1 = 0，=314 rad/s ， （2-3）</p><p>　　將（2-2）式代入（2-1）式，</p><p>　　得 ，即 （2-4）</p><p>　　聯(lián)立（2-1）與（2-3）可得</p><p><b>　?。?-5）</b&

45、gt;</p><p>　　即 （2-6）</p><p>　　最后，由圖2-3可得，</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)上述一系列公式的推導(dǎo)、計(jì)算，最終得到電壓與電流的相位差，即功率因數(shù)角。</p>

46、<p>　　2.2.2電容組數(shù)計(jì)算</p><p>　　企業(yè)的在功率因數(shù)在未補(bǔ)償前一般為0.7左右，對(duì)于總功率為110kw的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其最大無(wú)功補(bǔ)償量可根據(jù)來(lái)計(jì)算。</p><p>　　已知，P=110kw，=0.7，計(jì)算得 。則</p><p>　　若每組電容可補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率為15kvar，則</p><p>　　112.3/1

47、57.5，</p><p>　　因此，需要準(zhǔn)備的電容組數(shù)為8組。</p><p>　　2.3算法說(shuō)明及簡(jiǎn)化</p><p>　　為了保證電容投切的準(zhǔn)確性，選擇在檢測(cè)1000次之后再?zèng)Q定是否投切。每次檢測(cè)完，得到功率因數(shù)值，并判斷其容感性。若每次檢測(cè)完都按照2.2．1中的7個(gè)公式一一計(jì)算，那工程量將是非常浩大的。為了避免這一點(diǎn)，事先列出一系列表格，將各個(gè)值存放在固定的

48、存儲(chǔ)空間中，程序中用查表的方式而不是通過(guò)計(jì)算得到功率因數(shù)。表格如附錄1所示。</p><p>　　為進(jìn)一步簡(jiǎn)化查詢工作，軟件編程時(shí)通過(guò)的值來(lái)直接查得功率因數(shù)cosφ'的值。判斷系統(tǒng)負(fù)載特性時(shí)，就通過(guò)φ'的正負(fù)來(lái)判斷。φ'為正時(shí)，系統(tǒng)為感性負(fù)載；φ'為負(fù)時(shí)，系統(tǒng)為容性負(fù)載。</p><p>　　為排除干擾，還需采用數(shù)字濾波法來(lái)得到最終的功率因數(shù)。方法是比較感性

49、點(diǎn)數(shù)與容性點(diǎn)數(shù)，若兩者差值超過(guò)600時(shí)才考慮投切電容。若感性點(diǎn)數(shù)比容性點(diǎn)數(shù)大600以上，則將感性點(diǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)值進(jìn)行從小到大的排序，分別去掉首尾5個(gè)點(diǎn)后計(jì)算功率因數(shù)的平均值，若未到達(dá)要求則投入電容組。若容性點(diǎn)數(shù)比感性點(diǎn)數(shù)大600以上，則將容性點(diǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)值進(jìn)行從小到大的排序，分別去掉首尾5個(gè)點(diǎn)后計(jì)算功率因數(shù)的平均值，若未到達(dá)要求則切除電容組。</p><p>　　本部分為集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器的總體設(shè)計(jì)部

50、分，說(shuō)明了設(shè)計(jì)的總體思路，給出了系統(tǒng)框圖。分析了設(shè)計(jì)原理，并結(jié)合原理圖進(jìn)行計(jì)算，確定了所需參數(shù)的值。對(duì)設(shè)計(jì)算法進(jìn)行了說(shuō)明，并對(duì)其做出了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。</p><p><b>　　3硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　硬件設(shè)計(jì)是在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)方案及檢測(cè)精度要求等選擇所需硬件，并完成各芯片與單片機(jī)的接口連線工作。</p><p>　　

51、3.1單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器的單片機(jī)接口電路框圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　3.2硬件選擇說(shuō)明</b></p><p>　　單片機(jī)是本設(shè)計(jì)的核心硬件，既要從A/D轉(zhuǎn)換器中讀入數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算及處理，又要結(jié)合處理

52、后的數(shù)據(jù)控制電容的投切，并輸出控制信號(hào)通過(guò)接口芯片控制所需信息的顯示。因此，需選用功能強(qiáng)大的單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，Atmel公司生產(chǎn)的AT89C52是最佳選擇。</p><p>　　由于各芯片須在低壓條件下工作，故需要將380V的高壓降為低壓，因此采用電壓互感器與電流互感器對(duì)電路進(jìn)行轉(zhuǎn)化。</p><p>　　單片機(jī)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間是4K，而本設(shè)計(jì)所需的存儲(chǔ)空間較大，因此需要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行片外數(shù)

53、據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)為0.1，對(duì)應(yīng)的電壓誤差即精度為0.1％，所以分辨率至少為1/0.1％，即1000，所以我們至少采用10位的A/D轉(zhuǎn)換器。而在估算時(shí)A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)至少要比總精度要求的最低分辨率高一位，所以至少為11位，但是一般的A/D轉(zhuǎn)換器只有8位、10位12位等，所以我們采用12位的A/D轉(zhuǎn)換器MAX197，它的分辨率為1/,4096，即0.0244%。<

54、;/p><p>　　鍵盤(pán)是用于選擇投切電容組的，本設(shè)計(jì)選用4×4鍵盤(pán)，1-8鍵用于選擇投入1-8組電容，9-16鍵對(duì)應(yīng)于切除1-8組電容。這樣可以避免重復(fù)投切同一組電容造成電容損壞。</p><p>　　地址鎖存器用于鎖存地址，與片選信號(hào)結(jié)合形成已確定的地址，完成A/D轉(zhuǎn)換器與接口芯片的線選，選定要工作的芯片。</p><p>　　接口芯片8255（1）與驅(qū)動(dòng)

55、相連，用于控制電容的投切，通過(guò)LED指示燈顯示電容的投切狀態(tài)，投入一組電容，對(duì)應(yīng)的LED指示燈亮。8255（2）與7段數(shù)碼管相連，用于顯示功率因數(shù)值。</p><p>　　另外，圖中未畫(huà)出開(kāi)關(guān)及狀態(tài)指示燈。在單片機(jī)的P1口接上啟動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)、手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)以及四個(gè)不同顏色的LED指示燈作為狀態(tài)指示。綠燈亮表示補(bǔ)償器處于運(yùn)行狀態(tài)，紅燈亮對(duì)應(yīng)停止?fàn)顟B(tài)，黃燈亮表示負(fù)載為感性，藍(lán)燈亮表示負(fù)載為容性。另外，還在接上中斷停止

56、開(kāi)關(guān)便于緊急情況使用。</p><p>　　3.3芯片控制端口地址分配</p><p>　　概念地址分配的方法通常有兩種：線選法和譯碼法。所謂線選法，即是將單根的高位地址線連接到外圍接口芯片的片選端，以獲得一確定的地址信號(hào)，由此選通該芯片。優(yōu)點(diǎn)與不足線選法的最大優(yōu)點(diǎn)是連接簡(jiǎn)單，不必另加硬件電路，不足之處是外部RAM區(qū)地地址空間不連續(xù)而未被充分利用。當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)需要大容量外部數(shù)據(jù)RAM或

57、需要較多的I/O接口時(shí)，僅靠線選法是不夠用的，這時(shí)可采用譯碼法對(duì)I/O接口進(jìn)行編址。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，A/D轉(zhuǎn)換器MAX197及接口芯片均采用譯碼法進(jìn)行連接。根據(jù)單片機(jī)接口電路中的接線可知，單片機(jī)的P2.7、P2.6、P2.5作為74HC138譯碼器的輸入，譯碼器輸出Y0、Y1、Y2、Y3分別接MAX197、8255（1）、8255（2）芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片6264的片選信號(hào)，由此可得各芯片的端口地

58、址。</p><p>　　3.3.1 A/D轉(zhuǎn)換器MAX197控制端口地址</p><p>　　表3-1 MAX197地址范圍</p><p>　　根據(jù)表3-1可得MAX197的地址范圍為：0000H~1FFFH。</p><p>　　3.3.2接口芯片8255（1）控制端口地址</p><p>　　表3-2 接口

59、芯片8255（1）地址范圍</p><p>　　根據(jù)表3-2可得接口芯片8255（1）的端口地址為：2000H~3FFFH。</p><p>　　3.3.3接口芯片8255（2）控制端口地址</p><p>　　表3-3 接口芯片8255（2）地址范圍</p><p>　　根據(jù)表3-3，取0，可得接口芯片8255（2）的端口地址為：4000

60、H~5FFFH。</p><p>　　3.3.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片6264地址范圍</p><p>　　表3-4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片6264地址范圍</p><p>　　根據(jù)表3-4可得接口芯片6264的端口地址為：6000H~7FFFH。</p><p>　　本部分對(duì)集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明，首先給出了硬件設(shè)計(jì)框圖，并對(duì)各部分硬

61、件的選擇理由做出了說(shuō)明。然后根據(jù)各部分的重要性，選擇介紹了單片機(jī)AT89C52以及A/D轉(zhuǎn)換器MAX197芯片。最后結(jié)合單片機(jī)與各芯片的接口電路，分析了MAX197及兩片8255芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片6264的地址分配。</p><p>　　4軟件設(shè)計(jì)（主體部分）</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)是本文的重點(diǎn)內(nèi)容，總體設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)最終都需通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，軟件部分就是總體設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)

62、的最終執(zhí)行者。</p><p><b>　　4.1軟件設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　第二部分已提到，總體設(shè)計(jì)思路是通過(guò)檢測(cè)三相電路中B、C相的電壓與A相的電流獲得相位差來(lái)得到系統(tǒng)的功率因數(shù)，并通過(guò)判斷系統(tǒng)負(fù)載特性來(lái)確定電容投切狀態(tài)。采用12位并行A/D轉(zhuǎn)換器MAX197進(jìn)行電壓、電流的數(shù)據(jù)采集，用單片機(jī)AT89C52實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、輸入輸出控制以及電容投切控制等

63、功能，通過(guò)8255并行接口芯片輸出后，顯示功率因數(shù)值和電容的投切狀態(tài)。軟件設(shè)計(jì)是在總體設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上，結(jié)合硬件電路，確定各芯片端口地址以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間等，將各步算法具體化，并轉(zhuǎn)化為軟件程序。</p><p>　　4.2 程序流程圖及說(shuō)明</p><p><b>　　4.2.1主程序</b></p><p>　　主程序流程是在檢測(cè)到啟動(dòng)信號(hào)后，

64、開(kāi)始計(jì)時(shí)2分鐘，進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)。首先要確定電壓過(guò)零點(diǎn)，通過(guò)比較電壓值由負(fù)變正的兩個(gè)點(diǎn)的電壓絕對(duì)值，選取絕對(duì)值小的點(diǎn)作為電壓過(guò)零點(diǎn)，并通過(guò)延遲五個(gè)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證其是否為電壓過(guò)零點(diǎn)。確定電壓過(guò)零點(diǎn)之后，進(jìn)行電流信號(hào)的檢測(cè)，利用檢測(cè)到的t1時(shí)刻電流值I1與t2時(shí)刻電流值I2的比值通過(guò)查表來(lái)獲得功率因數(shù)值，同時(shí)判斷感、容性并記錄存檔。檢測(cè)1000次后，若感性點(diǎn)數(shù)大于容性點(diǎn)數(shù)且兩者差值大于600，則將所有感性點(diǎn)的功率因數(shù)進(jìn)行排序及數(shù)字濾波，若計(jì)算得到的功

65、率因數(shù)平均值小于0.95，則投入一組電容；若容性點(diǎn)數(shù)大于感性點(diǎn)數(shù)且兩者差值大于600，則將所有容性點(diǎn)的功率因數(shù)進(jìn)行排序及數(shù)字濾波，若計(jì)算得到的功率因數(shù)平均值小于0.95，則切除一組電容；若以上兩種情況均不是，則不動(dòng)作，等待2分鐘計(jì)時(shí)結(jié)束。檢測(cè)到結(jié)束信號(hào)后，按順序切除電容組，等待啟動(dòng)信號(hào)。</p><p>　　主程序流程圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</

66、p><p>　　4.2.2子程序1：檢測(cè)并確定電壓過(guò)零點(diǎn)</p><p>　　由于存在一定的采樣間隔，剛好檢測(cè)到電壓過(guò)零點(diǎn)的可能性極小，故采用比較由正到負(fù)的兩個(gè)點(diǎn)的絕對(duì)值取絕對(duì)值小的點(diǎn)來(lái)近似作為電壓過(guò)零點(diǎn)。而電壓波形可能存在一定的干擾，因此向后延遲5個(gè)點(diǎn)，通過(guò)判斷第五個(gè)點(diǎn)的電壓值是否在正確范圍內(nèi)來(lái)保證電壓過(guò)零點(diǎn)的正確性。若A點(diǎn)為電壓過(guò)零點(diǎn)，則繼續(xù)下面的程序，反之，則重新檢測(cè)。程序流程圖如圖4-

67、2所示。</p><p>　　圖4-2 檢測(cè)及確定電壓過(guò)零點(diǎn)程序流程圖</p><p>　　4.2.3子程序2：確定功率因數(shù)、判斷感容性</p><p>　　確定電壓過(guò)零點(diǎn)后，開(kāi)始檢測(cè)電流波形信號(hào)，得到t1時(shí)刻的電流值I1。接著向后延遲5ms，即90°后，再次檢測(cè)電流信號(hào)波形，得到t2時(shí)刻的電流值I2。根據(jù)總體設(shè)計(jì)，采用查表法獲得功率因數(shù)值。查表法將在4.

68、3.3中予以介紹。判斷系統(tǒng)負(fù)載特性時(shí)，就通過(guò)φ'的正負(fù)來(lái)判斷。φ'為正時(shí)，系統(tǒng)為感性負(fù)載，感性點(diǎn)數(shù)加1；φ'為負(fù)時(shí)，系統(tǒng)為容性負(fù)載，容性點(diǎn)數(shù)加1。程序流程圖如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 確定功率因數(shù)、判斷容感性程序流程圖</p><p>　　4.2.4子程序3：排序及數(shù)字濾波 </p><p>　　本程序用于對(duì)功率因數(shù)值進(jìn)

69、行排序及數(shù)字濾波，排序采用冒泡法，將在4.3.2中詳細(xì)介紹。</p><p>　　圖4-4 排序及數(shù)字濾波程序流程圖</p><p>　　4.2.5子程序4：控制電容投切 </p><p>　　為了保證電容投切的可靠性，特設(shè)定感性與容性點(diǎn)數(shù)差值大于600時(shí)才考慮投切。若總體呈感性，則將所有感性點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)進(jìn)行排序及數(shù)字濾波，若功率因數(shù)值未達(dá)到規(guī)定要求的0.95

70、，則投入一組電容，反之不投切。同理，若總體呈容性，則將所有感性點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)進(jìn)行排序及數(shù)字濾波，若功率因數(shù)值未達(dá)到規(guī)定要求的0.95，則切除一組電容，反之不投切。程序流程圖如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5電容投切控制程序流程圖</p><p><b>　　4.3部分程序介紹</b></p><p>　　4.3.1按鍵掃描程序&l

71、t;/p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit dula=P2^6;</p><p>　　sbit wela=P2^7;

72、</p><p>　　uchar code table[]={</p><p>　　0x3f,0x06,0x5b,0x4f,</p><p>　　0x66,0x6d,0x7d,0x07,</p><p>　　0x7f,0x6f,0x77,0x7c,</p><p>　　0x39,0x5e,0x79,0x71,};<

73、;/p><p>　　void delay(uint x)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,j;</p><p>　　for(i=x;i>0;i--)</p><p>　　for(j=110;j>0;j--);</p><p&g

74、t;<b>　　}</b></p><p>　　void display(uchar num)</p><p>　　{ P0=table[num] ;</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p>

75、;<p><b>　　}</b></p><p>　　void matrixkeyscan()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar temp,key;</p><p><b>　　P3=0xfe;</b></p>

76、<p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10) ;</p><p><b

77、>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　s

78、witch(temp)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xee:</p><p><b>　　key=0;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xde:<

79、/p><p><b>　　key=1;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xbe:</p><p><b>　　key=2;</b></p><p><b>　　break;</b>

80、;</p><p>　　case 0x7e:</p><p><b>　　key=3;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(temp!=0xf0)</p&

81、gt;<p><b>　　{</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　display(key);</p>

82、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P3=0xfd;</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;<

83、/p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10) ;</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p&

84、gt;　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0x

85、ed:</p><p><b>　　key=4;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xdd:</p><p><b>　　key=5;</b></p><p><b>　　break;&l

86、t;/b></p><p>　　case 0xbd:</p><p><b>　　key=6;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0x7d:</p><p><b>　　key=7;</b>&l

87、t;/p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　temp=P3;</b&g

88、t;</p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　display(key);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

89、<p><b>　　P3=0xfb;</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p&g

90、t;<p>　　delay(10) ;</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p>&

91、lt;b>　　temp=P3;</b></p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xeb:</p><p><b>　　key=8;</b></p><p><b>　　b

92、reak;</b></p><p>　　case 0xdb:</p><p><b>　　key=9;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xbb:</p><p><b>　　key=10;<

93、/b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0x7b:</p><p><b>　　key=11;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}<

94、;/b></p><p>　　while(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p><b>　　}</

95、b></p><p>　　display(key);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P3=0xf7;</b></p><p><b>　　temp=P3;&l

96、t;/b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10) ;</p><p><b>　　temp=P3;</b></p

97、><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　switch(temp)</p><p&g

98、t;<b>　　{</b></p><p>　　case 0xe7:</p><p><b>　　key=12;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xd7:</p><p><b>　　k

99、ey=13;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xb7:</p><p><b>　　key=14;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　cas

100、e 0x77:</p><p><b>　　key=15;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{

101、</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　display(key);</p><p><b>　　}</

102、b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0;</b></

103、p><p><b>　　dula=1;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　P0=0xc0;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b&g

104、t;　　wela=0;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　matrixkeyscan();</p><p><b>　　}</b></p><p><

105、;b>　　}</b></p><p>　　4.3.2冒泡排序與數(shù)字濾波程序</p><p>　　對(duì)所有相鄰的元素進(jìn)行比較，使關(guān)鍵字小的數(shù)據(jù)向上移動(dòng)，就像水中的氣泡向上冒出一樣，而關(guān)鍵字比較大的數(shù)據(jù)向下移動(dòng)，這種排序方法稱為冒泡排序。</p><p>　　數(shù)字濾波是指，通過(guò)一種算法排除可能的隨機(jī)干擾,提高檢測(cè)精度的一種手段，又稱軟件濾波。數(shù)字濾波的優(yōu)

106、點(diǎn)是無(wú)需硬件，可靠性高，并且不存在阻抗匹配、非一致性等問(wèn)題。只要適當(dāng)改變數(shù)字濾波程序有關(guān)參數(shù)，就能方便地改變?yōu)V波特性，因此數(shù)字濾波使用時(shí)方便靈活。</p><p>　　以下是一段以10個(gè)數(shù)據(jù)為例的冒泡排序以及數(shù)字濾波程序。</p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#include<stdio.h><

107、/p><p>　　#include<math.h></p><p>　　char filter() </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　char value_buf[10]; </p><p>　　char count,i,j,temp; </p>

108、<p>　　char sum=0;</p><p>　　for ( count=0;count<10;count++) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　value_buf[count] = get_ad(); </p><p><b>　　delay(); &l

109、t;/b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　for (j=0;j<10-1;j++) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　for (i=j;i<10;i++) </p><p><b>　　

110、{ </b></p><p>　　if ( value_buf[i]>value_buf[j] ) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　temp = value_buf[i]; </p><p>　　value_buf[i] = value_buf[i+1]; </p

111、><p>　　value_buf[i+1] = temp; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　for(count=1;count<10;c

112、ount++) </p><p>　　sum += value[count]; </p><p>　　return (char)(sum/10-2);</p><p><b>　　4.3.3查表程序</b></p><p>　　為了減少計(jì)算的工作量，采用事先列好表格，將各種情況的數(shù)據(jù)存放在固定空間內(nèi)，通過(guò)查表得方式獲得功

113、率因數(shù)值。為了方便查詢，查表時(shí)采用基址+變址的方式進(jìn)行，以下是以10個(gè)數(shù)據(jù)為例的查表程序。</p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#include<math.h></p><p>　　#define uint u

114、nsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　void comm_init()</p><p>　　{SCON =0x52;</p><p>　　TMOD=0x20;</p><p>　　TH1=TL1=0xfd;</p><

115、p><b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p>　　{char sgn;</p><p><b>　　uint dgr;</b></p><p>　　uint

116、 code sin_tab[ ] =</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　10000, 9994, 9976, 9945, 9903,</p><p>　　9848, 9781, 9703, 9613, 9511</p><p><b>　　}</b></p

117、><p>　　comm_int ;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{ sgn=1;</b></p><p>　　printf(“\nstep = 2 ,dgr(0-360)=?”);</p><p>　　scanf(“\nste

118、p = 2,dgr( 0 -360 ) = ?”);</p><p>　　scanf(“%u”,&dgr);</p><p>　　if(dgr>=180)</p><p>　　{ dgr-=180;</p><p>　　本章是本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，列出了詳細(xì)的程序流程圖并進(jìn)行了說(shuō)明，針對(duì)典型程序，給出了相應(yīng)的程序代碼，實(shí)現(xiàn)了總體設(shè)計(jì)與

119、硬件設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)AT89C52的集中式無(wú)功功率補(bǔ)償器的軟件設(shè)計(jì)。由于軟件設(shè)計(jì)是在總體方案與硬件電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上展開(kāi)的設(shè)計(jì)，文中首先介紹了補(bǔ)償器的總體設(shè)計(jì)思路及單片機(jī)與各芯片的接口電路?？傮w方案中主要介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖，設(shè)計(jì)原理分析，部分參數(shù)計(jì)算以及算法的適當(dāng)簡(jiǎn)化方法。硬件設(shè)計(jì)部分主要

120、介紹了單片機(jī)與各芯片的接口電路，各芯片主要引腳的功能與用法，以及各芯片的端口地址分配。附錄中給出了功率因數(shù)的查詢表格及單片機(jī)與各芯片的接口電路接線圖，使得設(shè)計(jì)思路更加形象直觀，易于理解。</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)是本文的重點(diǎn)，是在前兩部分的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。文中首先對(duì)整個(gè)程序的設(shè)計(jì)思路及大致流程進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述，然后根據(jù)設(shè)計(jì)思路進(jìn)一步擬定各程序流程圖。為了讓讀者更加清楚地了解本設(shè)計(jì)的具體思想，特將程序流程圖盡量細(xì)化

121、，同時(shí)也便于程序的編寫(xiě)。根據(jù)程序各部分的重要性并結(jié)合流程圖，文中列出了部分模塊的程序代碼。但由于作者本人所學(xué)知識(shí)有限，加上設(shè)計(jì)時(shí)間也有一定的限制，所編寫(xiě)的程序還存在許多不足之處，希望可以在今后加以完善。</p><p>　　理論上來(lái)說(shuō)，經(jīng)本設(shè)計(jì)中的無(wú)功功率補(bǔ)償器補(bǔ)償后的系統(tǒng)功率因數(shù)將提高到0.95以上，達(dá)到國(guó)家規(guī)定，但具體情況還有待實(shí)踐的進(jìn)一步證實(shí)。</p><p><b>　　

122、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]Nabae, I Takah ash, i AkayiH A New N eutral-point-clamped PWM</p><p>　　Inverter. IEEE Trans. Ind. Applicat,1981,vo.l 17,no.5: 518- 523.</p><p>　　[2]N Cela

123、novic, D Voroyevich. A comprehensive study of neutral- point voltage balancing problem in three-level neutral-point-clamped voltage source PWM inverters.IEEE Trans.Power.Electron,2000,vo.l 15, no.2:242-249.</p>&l

124、t;p>　　[3]LM Tolbert,T G H abetler. Novel multilevel inverter carrier- based</p><p>　　PWM methods IEEE Trans Ind Applicat ,1999,vol 35,no.5:1098-1107.</p><p>　　[4]Ramasamy Natarajan. Power Sys

125、tem Capacitors，Taylor&Francis</p><p>　　Group.LLC, 2005.</p><p>　　[5]馮冰艷.提高功率因數(shù)的意義和方法[J].煤炭技術(shù),2009,28(11):34-35.</p><p>　　[6]潘磊.無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2009,23:162-163.</p>&l