振動測試分析系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　隨著計算機和軟件技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器正逐漸成為測試領(lǐng)域的發(fā)展方向。采用虛擬儀器實現(xiàn)振動測試與分析也成為振動測試的發(fā)展趨勢。</p><p>　　本課題采用的虛擬儀器技術(shù)是當今計算機輔助測試(CAT)領(lǐng)域的一項重要的新技術(shù)。它是一種基于圖形開發(fā)、調(diào)試和運行程序的集成化環(huán)境。使得課題的研究更簡單快捷。以

2、PC為硬件平臺、以美國國家儀器(NI)公司開發(fā)的LabVIEW軟件為開發(fā)平臺，配合必要的傳感器、信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡組成的振動測試分析系統(tǒng)。采用虛擬儀器圖形化編程語言LabVIEW組建的振動測試分析系統(tǒng)，減少了測試過程中的硬件設(shè)備，同樣實現(xiàn)了對振動信號的采集、處理和分析的目的，大大降低了硬件成本。</p><p>　　1．1 課題研究的背景和意義</p><p>　　要想緊跟技術(shù)的發(fā)展

3、，就要不斷更新測量設(shè)備，以滿足越來越高的測量要求，同時測量手段的進步也為技術(shù)的進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。虛擬儀器則是提高測量精度和效率的有效手段。它改變了傳統(tǒng)的測量模式，使測量系統(tǒng)由松散結(jié)合的、常常不兼容的獨立儀器發(fā)展成緊密結(jié)合的虛擬測量系統(tǒng)，把計算機技術(shù)與儀器技術(shù)完美結(jié)合起來。</p><p>　　振動是自然界最普遍的現(xiàn)象之一。這類現(xiàn)象有的是由其本身固有的原因引起，有的是外界干擾引起。在運轉(zhuǎn)的設(shè)備中，振動信號是最重

4、要的信息來源。旋轉(zhuǎn)機械的振動信號中包含著大量可反映設(shè)備運行狀態(tài)的有用信息或稱為信號特征。振動信號分析是旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的重要組成部分，并在設(shè)備預(yù)測維修中發(fā)揮著重要作用。通過振動特征分析可以找出旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備70％的故障源，而且可以確保機器運轉(zhuǎn)的安全性，避免事故的發(fā)生，同時結(jié)合較好的維修項目管理還可以顯著降低機器的運行成本。</p><p>　　在一些情況下，振動是一種公害，它能損傷人體器官、損害健康、降低

5、勞動效率，甚至產(chǎn)生“振動病’’或“運動病’’，如常見的暈車、暈船現(xiàn)象就是由于小于1Hz的極低頻振動引起的。研究人體各器官的振動傳遞特性，設(shè)計能減振隔振的座椅、駕駛艙、手持工具的把手等也必須依賴于振動測試。</p><p>　　振動測試分析儀器則將振動測試與分析技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，它隨著振動測試技術(shù)理論的發(fā)展和生產(chǎn)中對測試需求的與日俱增。從最初的機械式測振儀，發(fā)展到今天，各種應(yīng)用物理學原理制成的傳感器、FFT分析儀、

6、結(jié)構(gòu)動力學分析軟件己在廣泛使用。</p><p>　　1．2 振動測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展狀況</p><p>　　振動是各種設(shè)備在工作過程中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象，振動問題是機械工程領(lǐng)域一個十分重要的研究課題。但工程實際中復(fù)雜的振動現(xiàn)象并非都能通過理論分析得出可靠結(jié)果，此時往往需要求助于實驗手段，而且理論分析結(jié)果的正確性也需要通過實踐來驗證，這就使振動測試在振動研究中占有重要地位。 </p

7、><p>　　在過去的三十多年中，無論國際還是國內(nèi)，振動測試技術(shù)都獲得了突飛猛進的發(fā)展，各種全新的分析方法如雨后春筍般大量涌現(xiàn)，并在科研、教學特別是工業(yè)上獲得了廣泛應(yīng)用。從 1967 年世界上第一臺基于 FFT 的動態(tài)信號分析儀問世以來，振動信號分析技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了三次突破性的發(fā)展。</p><p>　　虛擬儀器在我國的研究和開發(fā)有著十分現(xiàn)實的意義，廣泛采用虛擬儀器技術(shù)有助于提高我國儀器的整體水

8、平，節(jié)省儀器開發(fā)的人力和費用。我們有理由相信，隨著軟件業(yè)和測試技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器技術(shù)必將在更多、更廣的領(lǐng)域得到應(yīng)用和普及。隨著振動測試技術(shù)理論的發(fā)展和生產(chǎn)中對測試需求的與日俱增，高質(zhì)量的測試儀器、設(shè)備和現(xiàn)代化的測試方法不斷出現(xiàn)。20世紀20年代，由于汽輪發(fā)電機組等設(shè)備的發(fā)展，機械式測振儀已不能滿足要求，于是磁電式傳感器應(yīng)運而生，實現(xiàn)非電量信號向電信號轉(zhuǎn)換的電測量。二次大戰(zhàn)后出現(xiàn)了壓電式傳感器，由于它具有體積小、重量輕、頻率范圍、動態(tài)量

9、程大等特點，且既可測量振動，又可用于沖擊測量，直到今天仍在廣泛應(yīng)用。近些年隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了可在各種惡劣環(huán)境下使用的壓電傳感器和內(nèi)裝阻抗變換器、放大器、濾波器的集成電路式壓電傳感器，簡化了測試系統(tǒng)，大大地拓寬了這種傳感器的應(yīng)用范圍，提高了抗干擾能力和測量的精度。而壓阻傳感器的出現(xiàn)和使用進一步拓寬了低頻率的測量范圍，與此同時，還陸續(xù)發(fā)展了各種換能原理的傳感器和配套儀器，如變電容傳感器、光纖傳感器、電渦流傳感器等。</p&

10、gt;<p>　　2 數(shù)據(jù)采集理論基礎(chǔ)</p><p><b>　　2．1 信號采樣</b></p><p>　　2.1.1 原理描述</p><p><b>　　圖1 采樣過程</b></p><p>　　將連續(xù)信號加到采樣開關(guān)的輸入端，采樣開關(guān)以周期秒閉合一次，閉合的持續(xù)

11、時間為秒，在閉合期間，截取被采樣的的幅值，作為采樣開關(guān)的輸出。在斷開期間采樣開關(guān)的輸出為零。于是在采樣開關(guān)的輸出端就得到寬度為的脈沖序列，如圖1所示。（以帶“*”表示采樣信號。）由于開關(guān)閉合的持續(xù)時間很短，遠小于采樣周期，即，可以認為在時間內(nèi)變化甚微，所以可以近似表示高為，寬為的矩形脈沖序列。即</p><p>　　圖2 kT時刻的矩形波</p><p>　　由于在控制系統(tǒng)中，當時，，所

12、以序列取從到。式中為兩個階躍函數(shù)之差，表示一個在時刻，高為、寬為、面積為的矩形，如圖2所示。由于很小，比采樣開關(guān)以后系統(tǒng)各部分的時間常數(shù)小很多，　即可認為，則此矩形可近似用發(fā)生在時刻的函數(shù)表示：</p><p><b>　?。?－2）</b></p><p>　　式中為處的函數(shù)。于是式（2－1）可表示為：</p><p><b>　　

13、（2－3）</b></p><p>　　由于為常數(shù)，為了方便，把歸到采樣開關(guān)以后的系統(tǒng)中去，則采樣信號可描述為：</p><p><b>　?。?－4）</b></p><p>　　由于處的的值就是，所以式（2－4）可變換為：</p><p><b>　?。?－5）</b></p&

14、gt;<p>　　式中稱為單位理想脈沖序列，若用表示，則式（2－5）可變換為：</p><p><b>　?。?－6）</b></p><p>　　式（2－6）就是信號采樣過程的數(shù)學描述。它表示在不同的采樣時刻有一個脈沖，脈沖的幅值由該時刻的的值決定。</p><p>　　圖3 采樣器相當于幅值調(diào)制器</p>&l

15、t;p>　　從物理意義上看，式（2－6）所描述的采樣過程可以理解為脈沖調(diào)制過程。采樣開關(guān)即采樣器是一個幅值調(diào)制器，輸入的連續(xù)信號為調(diào)制信號，而單位理想脈沖序列則為載波信號，采樣器的輸出則為一串調(diào)幅脈沖序列，如圖3所示。</p><p>　　在數(shù)字控制系統(tǒng)中，數(shù)字計算機接受和處理的是量化后代表脈沖強度的數(shù)列。即把幅值連續(xù)變化的離散模擬信號用相近的間斷的數(shù)碼（如二進制）來代替，如圖4所示。圖中小圓圈表示的是數(shù)碼

16、可以實現(xiàn)的數(shù)值，是量化單位的整數(shù)倍數(shù)。由于量化單位是很小的，所以數(shù)字控制系統(tǒng)的采樣信號，仍認為與成線性關(guān)系，仍用表示。</p><p>　　圖4 f(t)經(jīng)采樣后變成數(shù)碼</p><p>　　2.1.2 采樣定理</p><p>　　要對對象進行控制，通常要把采樣信號恢復(fù)成原連續(xù)信號。（實際上信號經(jīng)過處理、運算以后，要恢復(fù)的則是原連續(xù)信號的函數(shù)，為了方便起見，討

17、論時仍認為要恢復(fù)的是原信號。）此工作一般是由低通濾波器來完成的。但是信號能否恢復(fù)到原來的形狀，主要決定于采樣信號是否包含反映原信號的全部信息。實際上這又與采樣頻率有關(guān)，因為連續(xù)信號經(jīng)采樣后，只能給出采樣時刻的數(shù)值，不能給出采樣時刻之間的數(shù)值，亦即損失掉的部分信息。由圖1可以直觀地看出，連續(xù)信號變化越緩慢，采樣頻率越高，則采樣信號就越能反映原信號的變化規(guī)律、即越多地包含反映原信號的信息。采樣定理則是定量地給出采樣頻率與被采樣的連續(xù)信號的“

18、變化快慢”的關(guān)系。下面分析采樣前后信號頻譜的關(guān)系。</p><p>　　首先將式（2－5）中的展開成傅氏級數(shù)</p><p><b>　?。?－7）</b></p><p>　　式中——采樣角頻率；——采樣頻率；——采樣周期；——傅氏級數(shù)的系數(shù)，由下式?jīng)Q定</p><p><b>　　（2－8）</b&g

19、t;</p><p>　　由于在到區(qū)間僅在時取值為1，所以系數(shù)</p><p><b>　?。?－9）</b></p><p>　　因為當時，，所以由式（1－4）、（1－7）、和（1－9）可得</p><p><b>　?。?－10）</b></p><p>　　這是采樣信號

20、的傅氏級數(shù)表達式。對此式進行拉氏變換，可得采樣信號的拉氏變換式</p><p>　　于是，得到采樣信號的頻率特性為</p><p><b>　　（2－12）</b></p><p>　　式中 ——原輸入信號</p><p><b>　　——</b></p><p>　　——原

21、輸入信號的幅頻特性，即頻譜。</p><p><b>　　——采樣信號的頻譜</b></p><p>　　圖5 原連續(xù)信號與采樣信號的頻譜</p><p>　　假定為一孤立的頻譜，它的最高角頻率為，如圖5 (a)，則采樣信號的頻譜為無限多個原信號的頻譜之和，且每兩條頻譜曲線的距離為。見圖5（b）。其中時，就是原信號的頻譜，只是幅值為原來的；而

22、其余的是由于采樣產(chǎn)生的高頻頻譜。如果中各個波形不重復(fù)搭接，相互間有一定的距離（頻率），即若</p><p><b>　?。?－13）</b></p><p>　　則可以用理想低通濾波器（其頻率特性如圖5（b）中虛線所示），把的高頻分量濾掉，只留下部分，就能把原連續(xù)信號復(fù)現(xiàn)出來。否則，如果，就會使中各個波形互相搭接，如圖5（c），就無法通過濾波器濾除中的高頻部分，復(fù)現(xiàn)為

23、，也就不能從恢復(fù)為。這就是奈奎斯特采樣定理。</p><p>　　采樣定理可敘述如下：如果采樣周期滿足下列條件，即</p><p><b>　?。?－14）</b></p><p><b>　　或 </b></p><p>　　式中為連續(xù)信號的最高次諧波的角頻率。則采樣信號就可以無失真地

24、再恢復(fù)為原連續(xù)信號。這就是說，如果選擇的采樣角頻率足夠高，使得對連續(xù)信號所含的最高次諧波，能做到在一個周期內(nèi)采樣兩次以上的話，那么經(jīng)采樣后所得到的脈沖序列，就包含了原連續(xù)信號的全部信息。就有可能通過理想濾波器把原信號毫無失真地恢復(fù)出來。否則采樣頻率過低，信息損失很多，原信號就不能準確復(fù)現(xiàn)。</p><p>　　需要指出的是，采樣定理只是在理論上給出了信號準確復(fù)現(xiàn)的條件。但還有兩個實際問題需要解決。</p&g

25、t;<p>　　其一，實際的非周期連續(xù)信號的頻譜中最高頻率是無限的，如圖6（a）所示。因此就不可能選擇一個有限采樣頻率，使信號采樣后頻譜波形不重復(fù)搭接。即不論采樣頻率選擇多高，采樣后信號頻譜波形總是重復(fù)搭接的，如圖6（b）所示。因此經(jīng)過濾波后，信息總是有損失的。為此實際上采用一個折衷的辦法：給定一個信息容許損失的百分數(shù)，即選擇原信號頻譜的幅值由時的頻率為最高頻率，按此選擇采樣頻率。這樣可以做到信息損失允許，采樣頻率又不致太

26、高。</p><p>　　圖6 非周期信號連續(xù)采樣的頻譜</p><p><b>　　2．2 信號復(fù)現(xiàn)</b></p><p>　　根據(jù)前面分析可知，連續(xù)信號經(jīng)采樣后變成脈沖序列，其頻譜中除原信號的頻譜外，還有無限多個在采樣過程中產(chǎn)生的高頻頻譜。因此，為了從采樣信號復(fù)現(xiàn)出原連續(xù)信號，而又不使上述高頻分量進入系統(tǒng)，應(yīng)在采樣開關(guān)后面串聯(lián)一個信號

27、復(fù)現(xiàn)濾波器，它的功能是濾去高頻分量，而無損失地保留原信號頻譜。能使采樣信號不失真地復(fù)現(xiàn)為原連續(xù)信號的低通濾波器應(yīng)具有理想的矩形頻率特性。即　　 （2－15）</p><p>　　圖7 理想濾波器的頻率特性</p><p>　　其圖形如圖7所示。且式中滿足采樣定理，即。為原連續(xù)信號頻譜的最高頻率。經(jīng)過這樣的濾波器濾波之后，信號的頻譜變?yōu)?lt;/p>

28、<p><b>　?。?－16）</b></p><p>　　上式意味著，經(jīng)過理想濾波以后，脈沖序列的頻譜與原連續(xù)信號的頻譜一樣，只是幅值為原來的。實際上，具有圖7所示理想頻率特性的濾波器是不存在的。工程上只能采用具有低通濾波功能的保持器來代替。</p><p>　　保持器是將采樣信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號的裝置。其轉(zhuǎn)換過程恰好是采樣過程的逆過程。而從數(shù)學上說，

29、保持器的任務(wù)是解決采樣時刻之間的插值問題。在時刻，采樣信號直接轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號，同理，在時刻，連續(xù)信號為，但在和之間，即當時，連續(xù)信號應(yīng)取何值就是保持器要解決的問題。實際上，保持器具有“外推”作用，即保持器現(xiàn)時刻的輸出信號取決于過去時刻離散信號值的外推。實現(xiàn)外推常用的方法是采用多項式外推公式</p><p><b>　?。?－17）</b></p><p>　　式中——

30、以為時間原點的時間坐標，。</p><p>　　、、、——由過去各采樣時刻的采樣信號值、、等確定的系數(shù)。工程上一般按式（2－17）的第一項或前二項組成外推裝置。只按第一項組成的外推裝置，因所用外推多項式是零階的，故稱為零階保持器；同理，按前二項組成的外推裝置稱為一階保持器；應(yīng)用最廣泛的是零階保持器。零階保持器的外推公式為</p><p><b>　?。?－18）</b>

31、;</p><p>　　由于時上式也成立，所以，從而得到</p><p><b>　?。?－19）</b></p><p>　　上式表明，零階保持器的作用是把時刻的采樣值，保持到下一個采樣時刻到來之前，或者說按常值外推。如圖8所示。</p><p>　　圖8 零階保持器的作用</p><p>　

32、　為了對零階保持器進行動態(tài)分析，需求出它的傳遞函數(shù)。由圖8可以看出，零階保持器的單位脈沖響應(yīng)是一個幅值為、寬度為的矩形波，實際上就是一個采樣周期應(yīng)輸出的信號，此矩形波可表達為兩個單位階躍函數(shù)的疊加。即</p><p><b>　　或 </b></p><p><b>　?。?－20）</b></p><p>　　圖形可參看

33、圖2。根據(jù)傳遞函數(shù)就是單位脈沖響應(yīng)函數(shù)的拉氏變換，可求得零階保持器的傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　其頻率特性則為</b></p><p><b>　?。?－22）</b></p><p>　　因為，代入上式，則有</p><p>　　據(jù)此可繪出零階保持器的幅頻特性和相頻特性曲線，如圖9所示

34、。由圖可見，其幅值隨頻率增高而減小，所以零階保持器是一個低通濾波器，但不是理想低通濾波器。高頻分量仍有一部分可以通過；此外還有相角滯后，且隨頻率增高而加大。因此，由零階保持器恢復(fù)的信號是與原信號是有差別的。一方面含有一定的高頻分量；此外，在時間上滯后。把階梯狀信號的每個區(qū)間的中點光滑連結(jié)起來，所得到的曲線，形狀與相同，但滯后了，如圖8（c）所示。</p><p>　　零階保持器比較簡單，容易實現(xiàn)，相位滯后比一階保

35、持器小得多，因此被廣泛采用。步進電機、數(shù)控系統(tǒng)中的寄存器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器等都是零階保持器的實例。</p><p>　　圖9 零階保持器的頻率特性</p><p><b>　　3 虛擬儀器技術(shù)</b></p><p>　　3．1 虛擬儀器的概念</p><p>　　虛擬儀器(Virtual Instrumentation

36、，簡稱VI)是指通過應(yīng)用程序?qū)⑼ㄓ糜嬎銠C與功能化硬件結(jié)合起來，采用計算機開放體系結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的單機測量儀器，用戶可通過友好的圖形界面來操作這臺計算機，就像在操作自己定義、自己設(shè)計的一臺單個儀器一樣，從而完成對被測試量的采集、分析、判斷、顯示、存儲數(shù)據(jù)等功能。</p><p>　　與傳統(tǒng)儀器一樣，它同樣劃分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、顯示結(jié)果三大功能模塊。虛擬儀器以透明方式將可選硬件(如GPIB, VXI,RS-23

37、2, DAQ)和可重復(fù)使用源碼庫函數(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)儀器的功能運作。</p><p>　　軟件結(jié)合起來實現(xiàn)模塊間的通信、定時與觸發(fā)，源碼庫函數(shù)為用戶構(gòu)造自己的虛擬儀器系統(tǒng)提供了基本的軟件模塊。當用戶的測試要求變化時，可以方便地由用戶自己來增減軟件模塊，或重新配置現(xiàn)有系統(tǒng)以滿足現(xiàn)有系統(tǒng)的測試要求。所以，虛擬儀器是由用戶自己定義、自由組合的計算機平臺、硬件、軟件以及完成系統(tǒng)所需的附件，而這在由供應(yīng)商定義、功能固定、獨立

38、的傳統(tǒng)儀器上是達不到的。</p><p>　　獨立儀器只有一塊儀器面板，例如，示波器只有示波器面板，頻譜儀也只有頻譜儀的面板。但是，虛擬儀器的“面板”顯示在PC的屏幕上，儀器的操作是通過鼠標選中不同的按鍵和旋鈕來完成的。根據(jù)實際生產(chǎn)的需要，采用不同的軟硬件組合，用戶就能在屏幕上定義自己的儀器，生成各種不同的“儀器面板”。</p><p>　　虛擬儀器的突出優(yōu)點在于能夠和計算機技術(shù)結(jié)合，從而

39、開拓了更多的功能，具有很大的靈活性，由于虛擬儀器的設(shè)備利用率高、維修費用低、能夠獲得較高的經(jīng)濟效益。用戶購買了這種虛擬儀器，就不必再擔心儀器會永遠保持出廠時既定的功能模式，用戶可以根據(jù)實際生產(chǎn)環(huán)境變化的需要，通過對軟件的不同應(yīng)用，拓展VI功能，以便適應(yīng)實際生產(chǎn)的需要。虛擬儀器的另外一個突出的優(yōu)點是能夠和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，能夠通過網(wǎng)絡(luò)借助OLE (Object Linkingand Embedding)， DDE (Dynamic Data

40、Exchange)技術(shù)與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intranet聯(lián)接，與外界進行數(shù)據(jù)通信，將虛擬儀器實時測量的數(shù)據(jù)輸送到Intranet或Internet。</p><p>　　美國國家儀器公司NI(National Instruments)提出的虛擬測量儀器(VI)概念，引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場重大變革，使得計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長驅(qū)直入儀器領(lǐng)域，和儀器技術(shù)結(jié)合起來，從而開創(chuàng)了“軟件即是儀器”的先河。</p>&

41、lt;p>　　3．2 虛擬儀器的演變和發(fā)展</p><p>　　電子測量儀器經(jīng)歷了由模擬儀器、帶通用接口總線(GPIB)接口的智能儀器到全部可編程虛擬儀器的發(fā)展歷程，其中每次飛躍都是以計算機技術(shù)的進步為動力。由于計算機技術(shù)特別是計算機總線標準的發(fā)展直接導(dǎo)致了虛擬儀器在PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)和VXI(VME bus eXtensions for Ins

42、trumentation)兩大領(lǐng)域中得到了快速發(fā)展，它們成為未來儀器行業(yè)的兩大主流產(chǎn)品。</p><p>　　大致說來，虛擬儀器發(fā)展至今，可以分為三個階段，而這三個階段又可以說是同步進行的。</p><p>　　第一階段利用計算機增強傳統(tǒng)儀器的功能。由于GPIB總線標準的確立，計算機和外界通信成為可能，只需要把傳統(tǒng)儀器通過GPIB和RS-232同計算機連接起來，用戶就可以用計算機控制儀器。

43、隨著計算機系統(tǒng)性能價格比的不斷上升，用計算機控制測控儀器成為一種趨勢。這一階段虛擬儀器的發(fā)展幾乎是直線前進。</p><p>　　第二階段開放式的儀器構(gòu)成。儀器硬件上出現(xiàn)了兩大技術(shù)進步：一是插入式計算機數(shù)據(jù)處理卡(plug-in PC-DAQ)；二是VXI儀器總線標準的確立。這些新技術(shù)使儀器的構(gòu)成得以開放，消除了第一階段內(nèi)在的由用戶定義和供應(yīng)商定義儀器功能的區(qū)別。</p><p>　　第三

44、階段虛擬儀器框架得到了廣泛認同和采用。軟件領(lǐng)域面向?qū)ο蠹夹g(shù)把任何用戶構(gòu)建虛擬儀器需要知道的東西封裝起來。許多行業(yè)標準在硬件和軟件領(lǐng)域得以產(chǎn)生，幾個虛擬儀器平臺己經(jīng)得到認可并逐漸成為虛擬儀器行業(yè)的標準工具。發(fā)展到這一階段，人們也認識到了虛擬儀器軟件框架才是數(shù)據(jù)采集和儀器控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的關(guān)鍵。</p><p>　　3．3 虛擬儀器軟件LabVIEW介紹</p><p>　　LabVIEW

45、(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實驗室虛擬儀器工程平臺)是美國NI公司(National Instrument Company)推出的一種基于G語言(Graphics Language，圖形化編程語言)的虛擬儀器軟件開發(fā)工具。</p><p>　　虛擬儀器 VI(Virtual Instruments)是LabVIEW首先提出的創(chuàng)新概念。最

46、初LabVIEW提出了虛擬儀器概念實際上就是一種程序設(shè)計思想，這種思想可以簡單表述為:一個VI可以由前面板、數(shù)據(jù)流框圖和圖表連接端口組成，前面板相當于真實物理儀器的操作面板，而數(shù)據(jù)流框圖就相當于儀器的電路結(jié)構(gòu)。隨著現(xiàn)代測試與儀器技術(shù)的發(fā)展，目前虛擬儀器概念已經(jīng)發(fā)展成為一種創(chuàng)新的儀器設(shè)計思想，成為了設(shè)計復(fù)雜測試系統(tǒng)和測試儀器的主要方法和手段。</p><p>　　雖然LabVIEW本身是一個功能完整的軟件開發(fā)環(huán)境，

47、但它同時也是一種功能強大的編程語言。由于LabVIEW采用了基于流程圖的圖形化編程方式，與其它編程語言不同，G語言即定義了數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)類型、語法規(guī)則等編程語言基本要素，也提供了包括斷點設(shè)置，單步調(diào)試和數(shù)據(jù)探針在內(nèi)的程序調(diào)試工具，在功能完成性和應(yīng)用靈活性上不遜于任何高級語言。對測試工程而言LabVIEW最大的優(yōu)勢表現(xiàn)在兩方面:一方面是編程簡單，易于理解，尤其是對熟悉儀器結(jié)構(gòu)和硬件電路的工程技術(shù)人員，編程就像設(shè)計電路圖一樣，上手快、效率高

48、；另一方面LabVIEW針對數(shù)據(jù)采集、儀器控制、信號分析和數(shù)據(jù)處理等任務(wù)，設(shè)計提供了豐富完善的功能圖標，用戶只需直接調(diào)用，就可免去自己編寫程序的繁瑣，而且LabVIEW作為開放的工業(yè)標準，提供了各種接口總線和常用儀器的驅(qū)動程序，是一個通用的軟件開發(fā)平臺。</p><p>　　虛擬儀器概念是LabVIEW的精髓，也是G語言區(qū)別于其它高級語言最顯著的特征。可以說，正是由于LabVIEW的成功，才使得虛擬儀器的概念得以

49、為學術(shù)界和工程界廣泛接受;反過來也正是因為虛擬儀器概念的延伸與擴展，使得LabVIEW的應(yīng)用更加廣泛。</p><p>　　3．4 虛擬儀器軟件LabVIEW的特點</p><p>　　LabVIEW軟件的特點如下：</p><p>　?。?）具有圖形化的編程方式，設(shè)計者無需編寫任何文本格式的代碼，是真正的工程師語言。</p><p>　　

50、（2）提供豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)。</p><p>　?。?）提供傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點、單步運行，同時提供獨具特色的執(zhí)行工具，使程序動畫式運行，利于設(shè)計者觀察程序運行的細節(jié)，使程序的調(diào)試和開發(fā)更為便捷。</p><p>　　（4）32位的編譯器生成32位的編譯程序，保證用戶數(shù)據(jù)采集、測試和測量方案的高速執(zhí)行。</p><p>　?。?）囊括了P

51、CI、GPIB、PXI、VXI、RS一232／485、USB等各種儀器通信總線標準的所有功能函數(shù)，使不懂得總線標準的開發(fā)者也能夠驅(qū)動不同總線標準接口設(shè)備與儀器。</p><p>　　（6）提供大量與外部代碼或軟件進行鏈接的機制，諸如DLL(動態(tài)鏈接庫)、</p><p>　　DDE(共享庫)、ActiveX等。</p><p>　?。?）具有強大的Internet功

52、能，支持常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)、遠程測控儀器的開發(fā)。</p><p>　　所有的 LabVIEW 程序分為兩部分：前面板（Front Panel）和程序流程圖（Block Diagram）。前面板是 VI 的圖形用戶接口， 它集成了用戶輸入和輸出功能，為更逼真地模擬傳統(tǒng)儀器的工作方式， LabVIEW提供了各種各樣的控件，如各種旋鈕、開關(guān)、按鈕、波形圖、波形圖表等控制與顯示模塊，并可根據(jù)用戶實際需要定制控件，用

53、戶可以根據(jù)自己的需要在前面板上放置按鈕等控制模塊和顯示模塊。而程序流程圖包含了虛擬儀器的圖形化源代碼，在程序流程圖中對虛擬儀器進行編程，以控制和操縱定義在前面板上輸入和輸出功能。流程圖包括內(nèi)置于 LabVIEW 庫中的函數(shù)（Function）和結(jié)構(gòu)（Structures），還包括儀器面板上的控制對象、顯示對相對應(yīng)的連線端子（Terminals） ，LabVIEW構(gòu)成的虛擬儀器是數(shù)據(jù)流驅(qū)動的，流程圖中的諸元素如結(jié)構(gòu)、功能模塊等構(gòu)成節(jié)點，這

54、些節(jié)點由數(shù)據(jù)線相連接，這些線定義了程序中數(shù)據(jù)的流向，這些線在程序中按照數(shù)據(jù)類型的不同顯示出不同的顏色和類型，使得用戶能對程序中傳送的數(shù)據(jù)種類一目了然。一旦某個節(jié)點的所有輸入均為有效，該節(jié)點即可運行，運行結(jié)束后，將結(jié)果送入</p><p><b>　　4 數(shù)據(jù)采集卡</b></p><p>　　數(shù)據(jù)采集卡是虛擬儀器最常用的接口形式，具有靈活、成本低的特點，它的功能是將

55、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集到計算機，或?qū)⒂嬎銠C數(shù)據(jù)輸 出給受控對象 用數(shù)據(jù)采集卡配 以計算機平臺和虛擬儀器軟件，便可構(gòu)造各種檢測和控制儀器 ,如存儲數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、示波器、動態(tài)信號分析儀等等。在測試中，經(jīng)常需要同時對多個信號進行數(shù)據(jù)采集，這可以由多通道數(shù)據(jù)采集卡來實現(xiàn)。多通道數(shù)據(jù)采集卡通常有兩種方式：(1)共用模數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換器的模擬多路轉(zhuǎn)換(AMUX)；(2)各通道獨立采用模數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字多路轉(zhuǎn)換(DMUX)。兩種方式各有其優(yōu)缺

56、點：模擬多通道轉(zhuǎn)換共用A／D優(yōu)點是通道成本低，結(jié)構(gòu)簡單，但各通道問有時間差，采樣頻率低一些；各通道單獨A／D，數(shù)字多路轉(zhuǎn)換采樣頻率高，各通道可同時采集和轉(zhuǎn)換，沒有時間差，但成本較高。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集卡的任務(wù)是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，形成計算機能夠處理的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集卡與計算機的接口方式直接影響著數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，目前，PC機與數(shù)據(jù)采集部分的連接除利用PC機內(nèi)各種總線的插卡外，多采用并口及串口方式，但

57、是，串口方式速度太慢，并口方式雖然速度較快，但不足之處是在中斷方式時，優(yōu)先級較低，將影響系統(tǒng)的實時顯示和在線采集和分析功能，且采集卡和打印機不能同時使用7；此外，采用上述連接方式時，需要打開機箱進行采集卡的拆裝，如果想在不同機子上使用同一個采集卡極不方便，或者像筆記本電腦就根本不支持這些連接方式。而最近幾年迅速發(fā)展起來的USB接口方式克服了串、并口采集方式的上述缺點，并且現(xiàn)在的計算機已經(jīng)將USB作為標準配置，且大部分計算機有不止一個US

58、B接口，這幾個USB接口可以同時使用但不會相互干擾。</p><p>　　本課題采用的數(shù)據(jù)采集卡為DSO-2090，其特點為：</p><p>　　流線型設(shè)計，體積小巧，USB2.0接口，免電源，與臺式示波器類似界面，易于上手。更適合于筆記本電腦，生產(chǎn)線維修調(diào)整，便于出差使用。尺寸：190(L)x100(W)x35(H) ，便于攜帶。 高刷新率， 高采樣率，100MS/s實時采樣。軟件支持

59、：Windows98，Windows Me，Windows NT，Windows 2000，Windows XP，VISTA，20余種自動測量功能，PASS/FAIL Check 功能，適于工程應(yīng)用.波形平均,余輝,亮度調(diào)節(jié)，反向，加，減，乘，除，X-Y顯示波形數(shù)據(jù)可以按時間和電壓輸出到EXCEL，BMP，JPG。 FFT 頻譜分析,一臺電腦可同時連多臺示波器，輕松擴展通道數(shù)。二次開發(fā)庫提供，LabVIEW\VB\VC\Delphi\C

60、++Builder 開發(fā)示例提供。DSO-2090數(shù)據(jù)采集器的技術(shù)指標如表1所示。</p><p>　　表1 DSO-2090的技術(shù)指標</p><p><b>　　5 系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括主界面、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)保存和調(diào)用、退出系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)分析部分包括濾波、小波去噪、頻域分析、相關(guān)分析以

61、及頻譜分析。</p><p>　　5．1 主界面設(shè)計</p><p>　　主界面的流程圖如圖10所示。</p><p>　　否 否 否 </p><p>　　是 是

62、 是 </p><p>　　圖10 主界面流程圖</p><p>　　主界面前面板如圖11所示。</p><p>　　圖11 主界面前面板</p><p>　　主界面程序框圖如圖12所示。</p><p>　　圖1

63、2 主界面程序框圖</p><p>　　5．2 信號采集分析程序設(shè)計</p><p>　　利用DSO-2090數(shù)據(jù)采集卡對信號進行采集，并對采集到的信號進行分析，其前面板如圖13所示。</p><p>　　對應(yīng)的部分程序的代碼如圖14所示。</p><p>　　對應(yīng)的采集信號如圖15所示。</p><p>　　圖1

64、3 DSO-2090信號采集分析參數(shù)設(shè)置面板圖14 信號采集分析的部分程序框圖</p><p>　　圖15 采集信號顯示</p><p>　　5．3 系統(tǒng)軟件的算法</p><p>　　5.3.1 信號的濾波處理</p><p>　　經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡采集的原始信號常常包含著不利于分析的成分，其中之一是在取得數(shù)據(jù)時混入各種噪聲，這些高頻干

65、擾成分可能對最終的分析結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。因此，在信號處理分析之前需要進行預(yù)處理，以提高數(shù)據(jù)的可靠性和真實性。信號預(yù)處理設(shè)計主要采用預(yù)濾波或抗混疊濾波技術(shù)。根據(jù)需要選擇信號的最高頻率，而對高于此頻率以上的部分用低通濾波器濾掉，從而降低了信號中的最高頻率。</p><p>　　數(shù)字濾波器一般用在數(shù)據(jù)采樣之后，對采樣后的信號做信號預(yù)處理使用。其作用是對輸入信號波形進行加工處理，利用數(shù)字方法按預(yù)定要求對信號進行變換，從

66、而達到改變信號頻譜的目的。數(shù)字濾波器用于改變或消除不需要的波形，因此它是應(yīng)用最廣泛的信號處理工具之一。</p><p>　　在LabVIEW中，有專門的FIR濾波器的函數(shù)，只要給出濾波器的一些參數(shù)，如：采樣頻率、高低截止頻率、濾波器的階數(shù)、濾波器類型以及窗函數(shù)等，就可以方便的實現(xiàn)濾波。本設(shè)計采用Butterworth Filter，濾波器濾波前、后的波形如圖16和圖17所示。</p><p&g

67、t;　　圖16 濾波前的波形</p><p>　　圖17 濾波后的波形</p><p>　　5.3.2 小波去噪</p><p>　　虛擬小波消噪的設(shè)計思路為LabVIEW通過數(shù)據(jù)采集或仿真生成含有噪聲的信號，通過儀器前面板設(shè)置消噪處理的參數(shù)，將參數(shù)通過LabVIEW與MATLAB接口傳遞給MATLAB相應(yīng)的功能函數(shù)，完成信號分析與處理功能，最后將處理結(jié)果回傳給

68、LabVIEW進行顯示，虛擬小波消噪儀的原理框圖如圖18所示。</p><p>　　傳遞函數(shù) 傳遞函數(shù)</p><p>　　回傳參數(shù) 計算后參數(shù)</p><p>　　圖18 虛擬小波消噪的原理框圖</p><p>　　本設(shè)計采用WDEN對信號進行消噪處理，其

69、調(diào)用格式為：</p><p>　　⑴ [XD,CXD,LXD]=WDEN(X,TPTR,SORH,SCAL,N,‘wname’)</p><p>　?、?[XD,CXD,LXD]=WDEN(C,L，TPTR,SORH,SCAL,N,‘wname’)</p><p>　　它的返回值是經(jīng)過對原始信號X進行消噪處理后的信號XD及其分解結(jié)構(gòu)[CXD,LXD]。另外，SORH

70、指定軟閾值（SORH=‘s’）或硬閾值（SORH=‘h’）的選擇；TPTR指定閾值的選取的規(guī)則，它有四種選擇，如表2所示；N為小波分解的層數(shù)；wname指定分解時所用的小波；⑵中的[C,L]為輸入信號在所選用小波wname時的分解結(jié)構(gòu)；參數(shù)SCAL是閾值尺度改變的比例，它有三種選擇，如表3所示。</p><p>　　表2 參數(shù)TPTR的選項</p><p>　　表3 參數(shù)SCAL的選項

71、</p><p>　　小波去噪后A,B兩通道的波形如圖19所示。</p><p>　　小波去噪的程序框圖如圖20所示。</p><p>　　圖19 小波去噪后A，B兩通道的波形</p><p>　　圖20 小波去噪程序框圖</p><p>　　5.3.3 時域分析</p><p>　　如果與

72、是能量有限信號且為實函數(shù)，它們之間的相關(guān)函數(shù)定義為 </p><p><b>　　(5-1)</b></p><p><b>　　(5-2)</b></p><p>　　若和是同一信號，即，此時相關(guān)函數(shù)無需加注下標，以表示，稱為自相關(guān)函數(shù) (5-3)

73、 </p><p>　　如果，是兩組長度為實樣本序列信號，它們之間的相關(guān)是離散相關(guān)，其離散相關(guān)定義為： (5-4) </p><p>　　若兩組實樣本序列信號有一定的相似性，那么離散互相關(guān)函數(shù)的峰值點就反映了它們的相似性。</p><p>　　兩個信號的互相關(guān)函數(shù)是一個有用的統(tǒng)計量，它可以用來了解兩個已知（隨

74、機的或非隨機的）信號之間的相似程度，或者兩個已知（相似或相同）信號之間的時間關(guān)系。對兩個信號進行時差調(diào)整，就可以求得相關(guān)函數(shù)的最大值，從而了解它們之間的相似程度。如果已知這兩個信號是相似的，則這個時差就等于它們之間的時間延遲。</p><p>　　在LabVIEW中，有關(guān)相關(guān)函數(shù)的算法已封裝為子VI，系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)步驟時不必按照上述算法重復(fù)編程，只須直接調(diào)用函數(shù)Auto Correlation和函數(shù)Cross co

75、rrelationde。</p><p>　　相關(guān)分析是分析兩個信號或一個信號在一定時移前其間關(guān)系的重要工具。在實際工程領(lǐng)域，相關(guān)測速、相關(guān)濾波和利用相關(guān)原理探測地下管道破裂點、識別信號類別成分等得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　相關(guān)函數(shù)可以用相關(guān)測量儀測量。相關(guān)測量儀有模擬式和數(shù)字式兩種。使用LabVIEW提供的相關(guān)函數(shù)VI可以構(gòu)建一臺數(shù)字式相關(guān)測量儀。</p><

76、p><b>　　(5-5)</b></p><p>　　兩模擬信號x(t)和y(t)做數(shù)字化處理以后，它們的相關(guān)函數(shù)表達應(yīng)為：</p><p>　　式中 ---沿時間軸的總采樣數(shù)；</p><p>　　---沿時間軸的采樣序數(shù)；</p><p><b>　　----間斷時移值</b></

77、p><p>　　作為有限長采樣的相關(guān)函數(shù)估計為：</p><p><b>　　(5-6)</b></p><p>　　用這一公式做離散相關(guān)的步驟是：取當r=0時，我們將所有對應(yīng)采樣點的x(i)和y(i)相乘;再將所有乘積項相加。以總采樣點數(shù)做平均計算，得到相關(guān)函數(shù)的一個值。取r=1，將所有對應(yīng)采樣點的x(i)和y(i)相乘，然后相加、平均，得到。&

78、lt;/p><p>　　然后依次取r=2，r=3，......重復(fù)上面的步驟重復(fù)計算得到相關(guān)函數(shù)的各值。但是在x(i)和y(i)離散序列長度相等時，計算可以用全部計算長度數(shù)據(jù)來計算，而下一步計算時因y(i)做一步時移，從而使可提供計算的序列長度由N變?yōu)镹-1，且隨時移增大，可提供計算的序列長度越來越短，所以計算的估值應(yīng)為:</p><p><b>　　(5-7)</b>&

79、lt;/p><p>　　LabVIEW中函數(shù)子模板中提供的求相關(guān)函數(shù)的兩個VI：Auto Correlation 和Cross correlation所用的算法均為式5-7。</p><p>　　自相關(guān)波形和互相關(guān)波形分別如圖21和圖22所示。</p><p>　　圖21 自相關(guān)波形</p><p>　　圖22 互相關(guān)波形</p>

80、;<p>　　相關(guān)分析的程序框圖如圖23所示。</p><p>　　圖23 相關(guān)分析的程序框圖</p><p>　　5.3.4 頻域分析</p><p>　　振動信號的頻域分析包括幅值譜、功率譜等。通過幅頻圖，可以大致了解該信號的頻率成分。而自譜反映信號的頻域結(jié)構(gòu)，這一點與幅值譜相似，但是自譜反映的是信號幅值的平方，因此更明顯得體現(xiàn)頻域結(jié)構(gòu)的特征，具

81、有比幅值譜更為明顯得峰值?；プV密度函數(shù)有著重要的用途，頻譜分析中，能用互譜的測量結(jié)果來識別動力系統(tǒng)的特性以及計算頻響函數(shù)的幅值比和相位角。能量分布的頻率值。常用到的頻譜分析方法有FFT分析、功率譜、倒頻譜和對數(shù)譜。</p><p><b>　　1、FFT分析</b></p><p>　　傅立葉變換是平穩(wěn)信號分析和處理的一個重要工具，通過傅立葉變換可把一個時域的問題轉(zhuǎn)化

82、成頻域的問題來分析研究。信號的頻譜分析主要研究信號的頻率結(jié)構(gòu)，即求取其所含各分量的幅值、相位按頻率的分布規(guī)律，并建立以頻率為橫軸的各種譜。傅立葉變換在數(shù)學中的定義是嚴格的。設(shè)x(t)為t的函數(shù)，如果x(t)滿氏條件，則5-8式和5-9式成立： </p><p>　　(5-7) </p><p>　　(5-8) </p

83、><p>　　對時域信號進行FFT變換后，其頻域信號波形如圖24所示。</p><p>　　圖24 FFT變換后頻域信號</p><p>　　FFT變換程序框圖如圖25所示。</p><p>　　圖25 FFT變換程序框圖</p><p><b>　　2、功率譜分析</b></p>&

84、lt;p>　　假定樣本函數(shù)x(t)是零均值的隨機過程，即=0，且x(t)中沒有周期分量，那么=0，這樣，自相關(guān)函數(shù)可滿足傅立葉變換條件＜，根據(jù)傅立葉變換理論，自相關(guān)函數(shù)是絕對可積的，則傅立葉變換及其逆變換定義為 </p><p>　?。?-9） </p><p>　　(5-10) </p><p>　　稱為x(t)的自

85、功率譜密度函數(shù)，簡稱自功率譜。由于和之間是傅立葉變換對的關(guān)系，且兩者是一一對應(yīng)的，中包含著的信息。傅立葉變換所得到是雙邊譜，變量f的取值從，若將其改為，則</p><p>　　（5-11） </p><p>　　稱為雙邊自功率譜密度函數(shù)，為單邊自功率譜密度函數(shù)，他們之間的關(guān)系為，若=0，則根據(jù)自相關(guān)函數(shù)和自功率譜密度函數(shù)的定義，可得到</p>&l

86、t;p>　?。?-12） </p><p>　　即曲線下和頻率軸所包圍的面積就是信號的平均功率，就是信號的功率密度沿頻率軸的分布。自功率譜密度表示了信號的功率隨頻率的分布情況。</p><p>　　窗函數(shù)的作用包括截斷信號、減少譜泄漏和用于分離頻率相近的大幅值信號與小幅值信號。加窗就是將原始采樣波形乘以幅度變化平滑且邊緣趨零的有限長度的窗來減小每個周期邊界處

87、的突變。</p><p>　　LabVIEW提供了多種窗函數(shù)，包括Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗、Triangle窗、Flap Top窗、Kaiser-Bessel窗、General Cosine窗、Cosine Tapered窗、Force窗、Exponential窗、Bohman窗、Parzen窗和Welch窗等。對一個數(shù)據(jù)序列加窗時，LabVIEW認為此序列即是信號截斷后的序列，因此

88、窗函數(shù)輸出的序列與輸入序列的長度相等。</p><p>　　本設(shè)計采用的窗函數(shù)為Hamming窗，信號的未將窗頻譜與加窗后頻譜如圖26所示。</p><p>　　頻譜分析的程序框圖如圖27所示。</p><p>　　圖26 信號的未將窗頻譜與加窗后頻譜</p><p>　　圖27 頻譜分析程序框圖</p><p>

89、　　5．4 系統(tǒng)附帶功能</p><p>　　5.4.1 數(shù)據(jù)保存</p><p>　　數(shù)據(jù)保存的程序框圖如圖28所示。</p><p>　　圖28 數(shù)據(jù)保存程序框圖</p><p>　　其中為一個子VI，其前面板和程序框圖分別如圖29和圖30所示。</p><p>　　圖29 Save Data的前面板</

90、p><p>　　圖30 Save Data的程序框圖</p><p>　　5.4.2 數(shù)據(jù)調(diào)用</p><p>　　數(shù)據(jù)調(diào)用的程序框圖如圖31所示。</p><p>　　圖31 數(shù)據(jù)調(diào)用的程序框圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　虛擬儀器是

91、儀器技術(shù)與計算機技術(shù)深層結(jié)合的產(chǎn)物，是全新一代的測量儀器，在工程應(yīng)用和社會經(jīng)濟效益方面具有突出的優(yōu)勢。隨著計算機和軟件技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器正在逐漸成為測試領(lǐng)域的發(fā)展方向。虛擬儀器實現(xiàn)了系統(tǒng)的資源共享，降低了成本，顯示出強大的生命力，并推動著儀器技術(shù)與計算機技術(shù)的進一步結(jié)合，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，成為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和工業(yè)測控技術(shù)的主要基礎(chǔ)技術(shù)之一。</p><p>　　本系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)保存讀取，以及時域和頻域

92、分析等功能，達到了最初設(shè)計時提出的功能要求。并且本課題開發(fā)的虛擬儀器參數(shù)的控制全部通過圖形用戶界面進行人機交互，面板設(shè)計形象，易于實際操作。手動的改變數(shù)值，就可發(fā)現(xiàn)結(jié)果的變化。本系統(tǒng)由于時間關(guān)系、各種條件限制以及個人水平原因，仍有一些需要加以改進的地方，現(xiàn)說明如下：</p><p>　　1、信號采集基本可以實現(xiàn)，但在采集高頻信號時，容易存在失真。</p><p>　　2、本系統(tǒng)軟件設(shè)計比較

93、粗糙，只應(yīng)用了一些簡單的算法對信號進行分析，應(yīng)該增加一些強大的數(shù)據(jù)分析和處理的算法，使虛擬儀器能具有實用性和推廣性。并且也可以將C語言引進LabVIEW中，做更深入的數(shù)據(jù)分析和處理。</p><p>　　3、本系統(tǒng)的界面比較整潔，但各個波形顯示在不同的選項卡上，不利于將2個波形進行比較分析。</p><p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計將自己大學期間學到的知識應(yīng)用到了實踐，特別是對于虛擬儀器技術(shù)有

94、了新的認識，自己的動手能力增強，自學能力也提高了。但由于時間、實驗條件和設(shè)計者水平等關(guān)系，本課題還很不完善，有許多不盡人意的地方，設(shè)計還需要進一步改進?？傮w來說，這次畢業(yè)設(shè)計的收獲還是很大的，基本功能也能夠?qū)崿F(xiàn)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在xx教授的指導(dǎo)下，本次畢業(yè)設(shè)計，就要劃上一個句號了。對我來說，這次設(shè)計過的十分充實，受益

95、匪淺，從本次畢業(yè)設(shè)計中學到了許多課本上沒有的知識。在畢業(yè)設(shè)計的這幾個月中，通過自己的學習和努力以及各位老師的指導(dǎo)和教育，使我在知識水平和解決實際問題的能力上都有了很大的提高。</p><p>　　電子與電氣工程學院對于畢業(yè)設(shè)計工作相當重視，盡可能提供好的實驗條件，實驗室的各位老師盡可能的給予幫助，都給我留下了很深刻的印象。感謝系里領(lǐng)導(dǎo)，為我們提供了這么好的學習環(huán)境，讓我們專心完成畢業(yè)設(shè)計。</p>

96、<p>　　雖然經(jīng)過兩個多月的努力，但設(shè)計還有很多不完善的地方。通過這次設(shè)計，感覺將來不論走到什么崗位，我都會以謙虛謹慎的態(tài)度學習。在此，我衷心的感謝在本次畢業(yè)設(shè)計中給我熱忱幫助的老師和同學。特別是我的指導(dǎo)老師張青春，他對于我們的畢業(yè)設(shè)計工作相當重視，耐心的指導(dǎo)，經(jīng)常詢問進展情況，不斷的激勵我們，也教我們做人的道理。值此論文完稿之際，謹向老師表忠心的感謝和深深的敬意。</p><p><b>

97、　　參 考 文 獻</b></p><p>　　1 陳錫輝，張銀鴻. LabVIEW 8.2 程序設(shè)計從入門到精通.北京：清華大學出版社，2007.7</p><p>　　2 鄧炎，王磊. LabVIEW 7.1 測試技術(shù)與儀器應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2004.7</p><p>　　3 龍華偉，顧永剛. LabVIEW 8.2.1 與 DAQ數(shù)據(jù)采

98、集.北京：清華大學出版社，2008.8</p><p>　　4 石博強，趙德永，李暢，雷振山. LabVIEW6.1 編程技術(shù)實用教程.北京：中國鐵道出版社，2002.10</p><p>　　5 劉君華，郭會軍，趙向陽，賈惠芹. 基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計.北京：電子工業(yè)出版社，2003.1</p><p>　　6 詹惠琴，古軍，袁亮. 虛擬儀器設(shè)計.北京

99、：高等教育出版社，2008.6</p><p>　　7 張毅，周紹磊，楊秀霞. 虛擬儀器技術(shù)分析與應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2004.2</p><p>　　8 申炎華，王汝杰，雷振山. LabVIEW入門與提高范例教程.北京：中國鐵道出版社，2006.10</p><p>　　9 陸綺榮.基于虛擬儀器技術(shù)個人實驗室的構(gòu)建.北京：電子工業(yè)出版社，2006.10&l