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基于Labwindows/CVI的虚拟实验平台的设计与研发

2020-11-29阅读(490)

基于Labwindows/CVI的虚拟实验平台的设计与研发

论文摘要

虚拟仪器（Virtual Instrument）的核心是以计算机作为仪器的硬件支撑,充分利用计算机的运算、存储等智能式的功能,把传统仪器的专业化功能软件化,使之与PC机结合起来融为一体。由虚拟仪器代替传统仪器构建的虚拟仪器实验室具有资金投入少,开发周期短,仪器功能自定义等优势,可以促进目前工程测试实验室的发展。以ANSI C库为基础,LabWindows/CVI软件为开发平台,运用DLL技术,开发了基于声卡的采样程序,其中声卡驱动程序在Visual C++开发环境下,使用C++语言进行编写,主要是调用Windows系统的MMSYSTEM.DLL中的低级音频函数,采用双缓存机制,实现声卡对音频信号的实时采集。研制开发了基于声卡的数字处理系统以及混沌白噪声仿真仪。基于声卡的数字处理系统实现了对音频信号的实时分析,包括时域分析和频域分析,对部分非线性信号实现了小波分析等功能。时域分析包括了对信号的自相关分析、互相关分析；频域分析包括幅频分析、相频分析、FHT分析。其中滤波技术采用了ⅡR滤波器以及维纳滤波；小波分析包括小波去噪、小波提取、小波包分解等功能。另外混沌白噪声仿真仪,是应用混沌理论产生的,具有参数敏感性特点,产生的白噪声不具有周期性。最后应用DataSocket技术实现网络通信,实现了数据的网络共享。系统开发采用LabWindows/CVI软件开发平台,可形成独立安装的软件包,完全脱禺LabWindows/CVI软件开发环境独立运行,安装方便、实用性强。虚拟仪器参数的控制全部通过图形用户界面进行人机交互,易于实际操作。经实际验证,与传统仪器相比,测试效率及测试精度高。可被广泛应用于教学及实验、工程信号分析、故障诊断等领域。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究虚拟仪器的目的和意义
  • 1.2 虚拟仪器技术在教学领域发展的现状及趋势
  • 1.3 课题研究的主要内容
  • 第2章 虚拟仪器系统的构成
  • 2.1 虚拟仪器硬件构成
  • 2.2 虚拟仪器的软件系统
  • 2.2.1 虚拟仪器软件的结构
  • 2.2.2 LabWindows/CVI的特点和应用
  • 第3章 虚拟仪器的编程思想
  • 3.1 静态链接库和动态链接库技术
  • 3.1.1 静态链接库
  • 3.1.2 动态链接库
  • 3.2 实时控制的驱动方法
  • 3.2.1 中断方式
  • 3.2.2 虚拟设备驱动程序
  • 3.2.3 WDM设备驱动程序
  • 3.3 LabWindows/CVI与Matlab的软接口
  • 3.3.1 LabWindows/CVI的软接口
  • 3.3.2 LabWindows/CVI与Matlab的混合编程
  • 第4章 基于声卡的信号采集
  • 4.1 声卡的硬件结构
  • 4.2 声卡的主要技术参数
  • 4.3 采样原理
  • 4.4 声卡数据采集编程技术
  • 4.4.1 声卡数据采集的编程思想
  • 4.4.2 在CVI环境下的DLL技术
  • 第5章 基于声卡的数字处理系统
  • 5.1 数据采集模块
  • 5.1.1 采样的参数设置
  • 5.1.2 系统的采样技术
  • 5.2 时域分析模块
  • 5.2.1 自相关分析
  • 5.2.2 李萨如示波分析
  • 5.3 频域分析模块
  • 5.3.1 窗函数
  • 5.3.2 频域分析
  • 5.4 滤波分析模块
  • 5.4.1 ⅡR滤波器
  • 5.4.2 维纳滤波
  • 5.5 小波分析模块
  • 5.5.1 小波去噪分析
  • 5.5.2 小波包分析
  • 第6章 混沌白噪声仿真仪
  • 6.1 基于Logist迭代方程产生白噪声原理
  • 6.1.1 Logist迭代原理
  • 6.1.2 基于Logist方程产生白噪声
  • 6.2 基于Logist方程的混沌白噪声发生器的设计
  • 第7章 网络虚拟仪器的软件实现
  • 7.1 DataSocket技术的特点
  • 7.2 网络虚拟仪器的程序的实现
  • 7.2.1 C/S模式
  • 7.2.2 服务器端程序
  • 第8章 结论与展望
  • 8.1 结论
  • 8.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录:攻读硕士期间所发表的论文

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