基于LabWindows的電壓閃變測量研究

框4中一階低通濾波器的功能是模擬人腦神經對視覺的反映和記憶效應，其傳遞函數為：

式(4)中τ=300 ms。
在數字系統中實現上述濾波器需要將其數字化，通常有脈沖響應不變法和雙線性變換法。本設計中采用雙線性變換法，利用MATLAB中的變換函數： [NUMd，DENd]=BILINEAR(NUM，DEN，Fs)便可以實現。例如將35 Hz巴特沃斯低通濾波器由模擬濾波器轉換為數字濾波器的MATLAB程序為：

其中n和d分別為模擬濾波器傳遞函數的分子和分母系數，本設計采用的采樣頻率為3 200 Hz，運行后得到的Nd和Dd即是數字濾波器的分子分母系數。

3 IEC閃變儀軟硬件實現
電壓閃變測量模塊硬件結構如圖2所示，電網電壓經過互感器板后將高電壓降為-5 V～+5 V之間的低電壓信號，然后送入采集卡進行AD轉換，轉換后的數字量送入工控機進行分析計算，最終得到閃變值。

按照國標規定，計算短時閃變需要不問斷測量10分鐘，即600秒，由于濾波器的收斂需要一定時間，如圖3所示，所以本設計每計算一次短時閃變需進行不問斷測量650秒，在計算閃變值時丟棄掉前50秒數據，以保證濾波器此時已經收斂到穩態值。經MATLAB仿真，上述所用濾波器在30秒時就已經進入穩態，為了保證計算的精確，本設計采用了50秒以后的數據。

閃變汁算時用到的濾波器實現時采用了LabWindows／CVI提供的濾波器函數IIRFiltering()，給出數字濾波器系統函數分子和分母多項式系數后，IIRFiltering()函數便可以對輸人數據進行IIR濾波。對數據進行處理的功能函數如下所示，此函數完成的功能是對采集的一包數據進行處理，處理后便可得到視感度曲線S(t)。本設計中采樣頻率為3 200 Hz，一包數據4個周波，所以每包數據中有256個數據。其中LPa、LPb為35 Hz低通濾波器系統函數的分子分母系數，LPx和LPy為濾波器收斂后的初始條件。

得到視感度曲線S(t)后，按照IEC推薦的方法，需要對其進行等周期采樣，分級計時，計算累積概率函數CPF，根據CPF最后得到短時間閃變值Pst及長時間閃變值Plt。Pst計算公式為：

按照IEC的規定，連續測量2個小時，得到6個短時間閃變值后便可以計算長時間閃變值Plt。