论文题目: 基于Lab Windows/CVI平台的虚拟仪器的设计与开发
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 薛源
导师: 王明赞
关键词: 虚拟仪器,技术,小波分析,神经网络
文献来源: 东北大学
发表年度: 2005
论文摘要: 测试仪器是进行科学研究的重要工具,任何一台仪器都由信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出这三大功能组成。传统仪器的功能都是由硬件来实现,这就决定了传统仪器的功能和结构只能由仪器生产厂家来定义和制造,而用户无法改变。虽然传统仪器的精度、功能和性能随着微电子技术和大规模集成电路技术的发展而不断提高,但是对于复杂的测试参数较多的场合,使用起来很不方便,其局限性非常明显。随着计算机技术的发展,出现了虚拟仪器,在计算机上实现仪器的三大功能,把计算机技术和仪器技术完美结合起来,充分利用飞速发展的计算机技术来实现或增强传统仪器的功能。虚拟仪器具有结构简单、研制周期短、系统可扩展、维护方便、性能/价格比好等特点。同时,它与网络和外设的连接相当方便,有利于实现数据的处理和信息的共享。虚拟仪器开创了仪器使用者可以成为仪器设计者的新时代,代表了仪器发展的方向。 本课题正是顺应仪器发展的趋势,运用以ANSI C库为基础的Lab Windows/CVI软件开发平台,通过熟练运用DLL技术,研制开发了虚拟信号发生器、基于声卡和凌华数据采集卡的虚拟示波器以及部分非线性信号的先进算法如小波分析、小波包分析和神经网络分析。其中基于声卡的虚拟数字示波器中信号采集部分的程序在Visual C++6.0开发环境下,使用功能强大的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;基于凌华数据采集卡的虚拟数字示波器是利用DLL技术直接在Lab Windows/CVI环境下编写,二者均可实现对实时信号的实时采集、实时分析、实时显示及存储功能;非线性信号的先进分析方法是用底层语言C编写,可形成独立模块,供其他程序使用。 本课题开发采用Lab Windows/CVI软件开发平台,可形成独立安装的软件包,完全腕离Lab Windows/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,面板设计形象,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。用户还可以通过相应的编程对虚拟仪器进行移植、改进或功能扩展,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:
声明
摘要
Abstract
第一章 绪论
1．1 课题的提出和意义
1．2 虚拟仪器的概念和特点
1．3 虚拟仪器的发展历史、现状及趋势
1．4 虚拟仪器的系统构成
1．4．1 虚拟仪器的硬件系统
1．4．2 虚拟仪器的软件系统
第二章 虚拟仪器的软件开发平台Labwindows/CVI
2．1 Labwindows/CVI简介
2．2 Labwindows/CVI的主要窗口
2．3 Labwindows/CVI的程序结构
2．4 Labwindows/CVI中对象编程的概念
第三章 软件编程思想
3．1 静态链接库(．lib)和动态链接库(．dll)
3．1．1 静态链接库
3．1．2 动态链接库
3．2 先进的实时控制方法
3．2．1 中断方式
3．2．2 Windows虚拟设备程序(VxD)
3．2．3 WDM设备驱动程序
3．3 模块化思想
3．4 形成独立的安装程序
第四章 基于声卡的虚拟数字示波器
4．1 采样原理
4．2 声卡数据采集编程技术
4．2．1 声卡数据采集编程思想
4．2．2 采集程序DLL的形成
4．2．3 在CVI下导入声卡的DLL
4．2．4 在CVI环境下编程实现信号的实时采集和显示
4．3 把声卡作为一般数据采集卡
第五章 基于数据采集卡的虚拟数字示波器
5．1 数据采集的基本概念
5．2 凌华ACL-8111数据采集卡的安装与配置
5．3 ACL-8111数据采集软件编程
5．3．1 ACL-8111卡中采集函数介绍
5．3．2 DLL的导入
5．3．3 CVI下采集程序的编写
第六章 软件功能介绍
6．1 时域分析
6．1．1 波形相加、波形相减
6．1．2 相关性分析
6．2 频域分析
6．2．1 快速傅立叶变换(FFT)
6．2．2 功率谱分析
6．3 窗函数
6．4 IIR数字滤波器
6．5 信号发生器
6．6 非线性分析方法的研究
6．6．1 小波分析
6．6．2 小波包分析
6．6．3 神经网络
第七章 实验验证和结论
7．1 各种功能的验证
7．2 结论
7．3 后续工作
参考文献
附录: 攻读学位期间所发表的论文
致谢
发布时间: 2005-11-04
参考文献
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