基于labview的振动噪声测试与分析系统开发

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1、大连交通大学一1j学硕十学位论文1．3．2滚动运动轮椅的时频分析作为新兴的数学理论和方法，以多尺度分辨率为基础的离散小波理论在去噪和故障监测中具有传统分析方法不可比拟的优点。利用离散小波变换进行信号去噪，并将其和快速傅立叶变换相结合，对轮椅的振动噪声信号进行时一频联合分析，可以准确地对信号的高频短时成分做出分析，并完成对轮椅的运动状态监视。这些算法主要通过与LabVIEW结合应用的MATLAB软件实现的。此外，还详细介绍在分析滚动运动轮椅的振动噪声信号时，用到的各种时频特征值概念，及在软件工具LabVIEW中的各实现子VI。以

2、上的理论分析将在第二、三章中详细阐述；而具体的软件实现将在第五章予以说明。1．3．3数据存储管理和报警系统由于试验平台HT．一9340的主要功能是检测轮椅的动态耐用性，所以需要试验平台的长时间连续工作。如果选择连续存储方式，会因数据采集量过大而造成存储空问的严重浪费，所以本课题设计了定时数据存储方式。无论定时存储的存储时间间隔选择多少，只要当系统判断轮椅运动状态出现异常值，系统都会进入存储模式，将异常值进行存储，以便后期的分析处理；同时触发报警系统，并通过控制电路立刻停机HT-—9340轮椅动态耐用性试验机工作，以免造成不必要

3、的设备损坏。为了方便系统软件功能的实际应用，本文在规划系统软件时，各个功能模块可以通过各种参数来实现彼此的信息交换，这样也便于程序在日后应用中的二次开发。具体实现程序将在第五章详细讲解。本章小结本章主要对课题的研究背景、平台和意义做出了简要介绍；大体论述了课题的研究内容。具体内容将在接下来的几章中逐一具体介绍。4第二章实现振动噪声分析的软件技术虚拟技术、计算机与网络技术是信息技术最重要的组成部分，它们被称为2l世纪科学技术中的三大核心技术。虚拟仪器是现代计算机软件技术、通信技术和测量技术相结合的产物，它的出现导致传统仪器的结构

4、、概念和设计观点都发生了重大变革，使得人类的测试技术进入一个新的发展纪元IlJ。本课题的软件基础就是虚拟仪器LabVIEW。2．1虚拟仪器LabVIEW概述LabVIEW是目前唯一的编译型图形化编程语言，以计算机作为仪器的硬件支撑，充分利用计算机的运算、存储、调用、显示及文件管理等功能，把传统仪器的专业化功能软件化，使之与计算机融为一体，这样便构成了一台从外观到功能都与传统仪器完全相同，同时又充分享用了计算机资源的仪器系统。传统仪器通常由信号采集、信号分析和信号输出三部分组成。虚拟仪器同样可以划分为数据采集、数据分析处理和结果

5、显示三大功能模块。2．1．1虚拟仪器LabVIEw的系统构成虚拟仪器系统是由计算机、硬件平台和应用软件组成的。其系统构成如图2．1所示。图2．1虚拟仪器系统构成Fig．2．1Virtualinstrumentsystemstructure从构成方式，则有以数据采集卡(DAQ)和信号调理电路组成的PC—DAQ测试系统，以GPIB、VXI、串行总线和现场总线等标准总线仪器为硬件组成的GPIB系统、VXI系统、串行总线系统、现场总线系统等。目fi{『通常采用的方法是在计算机上插入数据采大连交通大学T学硕十学位论文集卡，用软件进行信号

6、分析处理并在计算机屏幕上生成仪器面板。课题采用PCI总线技术开发了虚拟仪器系统硬件平台，其中主要包括数据采集和信号调理两部分。利用数据采集卡和计算机数据处理软件就可以构造各种虚拟仪器。本课题也是根据这一思想搭建振动噪声测试分析系统，具体流程图如图2．2所示。图2．2系统流程图Fig．2．2Flowchartofsystem噪隹信号采集2．1．2虚拟仪器LabVIEW的应用优点LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench)的简称，是一个开放

7、型的开发环境，使用图标代替文本代码创建应用程序，拥有大量与其它应用程序通信的VI库。例如，LabVIEW使用自动化ActiveX、DDE和SQL技术，可与其它Windows应用程序集成；使用DataSocket技术、WebServer、TCP／IP和UDP网络，可与远程应用程序通信。在对硬件的支持方面，LabVIEW集成了与GPIB、VXI、PXI、RS一232／485、PLC和6第二章实现振动噪声分析的软件技术插入式数字采集设备进行数据通信的全部功能。它不仅能够完成一般的数学运算、逻辑运算和输入输出功能，还带有专门用于数据采

8、集和仪器控制的库函数和开发工具以及专门的数学分析程序包，基本上可以满足各种复杂的工程计算和分析要求。因为它的外型与操作方式可以模拟实际的仪器，所以在LabVIEW环境下开发的程序被称为虚拟仪器VI。实际上，VI就是类似于传统编程语言的函数或子程序。2．1．3虚拟仪器LabVI