虚拟仪器在信号处理和教学实验中的应用 毕业论文

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1、虚拟仪器在信号处理和教学实验中的应用摘要本文介绍了LabVIEw图形化软件设计的虚拟仪器在信号处理和电机性能测试中的应用。该仪器具有采集、数据处理分析、结果显示、网络化等功能，用于测试时，能马上给出测量系统特性曲线，还可将输出波形／数据加以保存以便查阅或打印。同时在实验过程中省去了繁杂的记录数据、输人数据等中间过程，仪器网络化的实现，不仅解决了高校仪器投资成本高的问题，而且提高了我们的积极性和实验的灵活性，充分体现了该虚拟仪器的优越性。针对测试技术课程实验教学设备不足、概念抽象、计算繁杂等困难，基于目前兴起的虚拟仪器技术，设计了信号处理计算机模拟实验系统。该系统应用于实

2、验教学，效果显著。关键词：虚拟仪器；数据处理；网络化；LabVIEWPCI一6013目录0引言11虚拟仪器的概念21．1虚拟仪器的4大优势21．2什么是LabVIEW31．3虚拟仪器技术的应用领域41．4小结42虚拟仪器用于信号处理53虚拟仪器用于电机测试73．1频率、功率因数及输入功率的计算73．1．1频率的计算73．1．2有功功率的计算73．1．3转差率计算83．2虚拟仪器面板设计84测试仪器的网络化115在实验教学中的应用136结论14参考文献15致谢160引言测试技术、计算机技术、通信技术、网络技术的快速发展，使得测控仪器的性能更趋于向智能化、多功能化、多样化、

3、灵活性强的方向发展，然而成本也是设计、购买仪器所必须考虑的一个问题，因此在充分保证仪器性能的前提下应将成本降到最低。虚拟仪器技术的出现为解决这一问题提供了有利条件，虚拟仪器是具有虚拟仪器面板的个人计算机测试仪器，可由通用PC机，模块化功能硬件和控制软件组成，具有良好的直观性、较强的代码复用性，修改或增加功能灵活，易于实现网络化。操作人员通过显示屏上的虚拟仪器面板，完成对各种被测信号的采集与控制、分析与处理、显示与输出。目前，高校学生人数大大增多，以往的实验仪器已经远远不能满足需求，而要增强学生的动手与实践能力，必须为学生提供良好的实验条件，但大量的设备投资成本又是面临的

4、一大问题，而将虚拟仪器技术用于实验可增强学生的积极性、趣味性、实验的灵活性，同时大大降低成本，如今虚拟仪器技术用于数据采集和实验中已经成为一大趋势。NI公司的LabVIEw及其技术在中国的推广为创建虚拟仪器提供了强有力的支持，它是一种图形化软件编程平台，把复杂、烦琐、费时的语言编程简化成用菜单或图标提示的方法选择功能，并用线条把各种功能图标连接起来的简单编程方式。LabVIEw中集成了大量生成图形界面的模块，以及多种硬件设备驱动功能(包括RS232，GPIB，VXI，数据采集板卡、网络等)，提供了功能强大的数学分析库，包括统计估计、回归分析、线性代数、信号生成算法口等，

5、可满足信号处理和电机试验中各种数值计算和分析的需要，使复杂的测试与测量任务变得简单易行。11虚拟仪器的概念所谓虚拟仪器，就是在以计算机为核心的硬件平台上，配合相应的输入／输出接口，具有计算机显示器的虚拟面板，信号处理功能则由软件来实现的一种计算机仪器系统其突出特点是打破了传统仪器的封闭性，把仪器的绝大部分硬件变成计算机上的文件；用户可以自行定义、自行设计、自行组建自己需要的仪器，并可将组建的多种仪器存放在计算机的仪器库中，配以数据通信卡和传感器，构成功能、性能、外观和操作方式都和传统仪器相同或超过传统仪器功能的新概念仪器系统。虚拟仪器的实质就是利用计算机强大的软件功能实

6、现信号调理及数据的运算、分析和处理，利用相应接口设备完成信号的采集、输入／输出，从而完成各种仪器功能。决定虚拟仪器超越传统仪器的根本原因，在于“虚拟仪器的关键是软件”。虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命，表着仪器发展的最新方向和潮流，是信息技术的一个重要领域，对科学技术的发展和工业生产将产生不可估量的影响目前最具代表性的虚拟仪器系统是美国NI公司(NationalInstrumets)的图形化开发平台LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWork—bench)。1．1虚拟仪器的4大优势一、性能高虚拟仪器是在PC技

7、术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。随着数据传输到硬驱功能的不断加强，以及与PC总线的结合，高速数据记录已经较少依赖大容量的本地内存。以一台60G的示波器为例，在采用虚拟仪器技术的情况下，构建这样一台示波器是相当简单的，只要将一台基于PC的数字转换器放置在PC机中，就能以高达每秒100MB的速度将数据导入磁盘。虚拟仪器技术的另一突出优势就是不断提高的网络带宽。因特网和越来越快的计算机网络时的数据分享进入了