虚拟仪器

虚拟仪器课程设计扬州大学能源与动力工程学院王莉2005－08虚拟仪器2目录1.设计目的2.设计所用仪器及器件3.实物内容及要求4.进程安排5.课程设计报告内容6.设计课题2005－08虚拟仪器31.设计目的（1）掌握Labview软件编程方法（2）掌握Labview硬件的应用（3）培养综合应用所学知识来指导实践的能力2005－08虚拟仪器42.设计所用仪器及器件(1)NI公司的数据采集和信号调理卡。NIDQA-6024卡，NISC-2075卡各一套。(2)PⅢ计算机一台。(3)各种相关的实验材料和设备。2005－08虚拟仪器53.实物内容及要求（1）设计成果一份。（2）课程设计论文一份。2005－08虚拟仪器64.进程安排1．布置任务、查阅资料，方案设计（一天）根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出详细的原理图。2．上机在LabVIEW环境下按要求进行设计（两天）要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。3．硬件的装配及调试（两天）使用数据采集卡进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。4．总结报告（一天）2005－08虚拟仪器75.课程设计报告内容1．课程设计的目和设计的任务2．课程设计的要求及技术指标3．总方案的确定并画出原理框图。4．各基本单元原理及设计(结合设计图写)。5．总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及前面版讲解）。6．电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法。7．实验结果分析，改进意见及收获。8．体会。2005－08虚拟仪器86.设计课题6.1．虚拟数字示波器的设计6.2．虚拟函数发生器设计6.3虚拟曲线拟合仪的设计6.4模拟幅度调制通信系统设计6.5虚拟数字记录仪设计2005－08虚拟仪器96.设计课题6.6虚拟数字式相位差测量仪设计6.7基于LabVIEW的控制系统时域仿真6.8基于LabVIEW的控制系统频域仿真6.9虚拟信号频谱分析仪的设计6.10虚拟功率分析仪设计2005－08虚拟仪器106.1虚拟数字示波器的设计要求达到如下要求：（1）能够双路显示信号波形并将对信号测量和分析的结果进行保存。（2）在相同硬件条件下,可以通过修改或增加软件模块，形成新的仪器功能。（3）观察真实信号（如实验室的信号发生器）波形并进行分析。（4）观察虚拟仪器产生的信号并与原信号进行对比分析。2005－08虚拟仪器11虚拟数字示波器参考前面板2005－08虚拟仪器126.2．虚拟函数发生器设计要求达到如下要求：（1）有标准的波形信号，如正弦波、方波、三角波和锯齿波等；（2）可以方便地调整波形的幅值、周期等参数；（3）可以输出一路和多路信号；（4）通过真实示波器观察输出波形并进行分析。2005－08虚拟仪器13虚拟函数发生器参考前面板2005－08虚拟仪器146.3虚拟曲线拟合仪的设计（1）采集多种外部数据信号以备拟合使用；（2）对数据进行曲线拟合时，首先需要输入一一对应的两个数据序列X和Y，要求被处理的数据通过一个FOR循环产生，并且用公式节点产生X和Y之间的函数关系。（3）对数据进行曲线拟合时，可手动选择线性、指数和多项式等三种曲线拟合方式；（4）基本实现传统的虚拟曲线拟合仪的功能，包括绘制出拟和数据图形。2005－08虚拟仪器15虚拟曲线拟合仪参考前面板2005－08虚拟仪器16模拟幅度调制通信系统设计要求做到以下几个方面：（1）设计几种用来通信的模拟信号；（2）标准模拟调幅系统的调制设计并观测波形与频谱；（3）使用滤波器进行标准模拟调幅系统的解调设计并观测结果；（4）设计相关程序进行双机通信，观察信号波形并进行性能分析。2005－08虚拟仪器17模拟幅度调制通信系统设计2005－08虚拟仪器18虚拟数字记录仪设计(1)多通道输入控制；(2)用波形和数组形式实时显示数据；(3)以电子表格文件形式存储数据；(4)历史数据回放。2005－08虚拟仪器19虚拟数字记录仪设计2005－08虚拟仪器20虚拟数字式相位差测量仪设计（1）设计一个同频率双路信号发生器，其相位差可调；（2）采集两路同频率正弦信号，其相位差可调；（3）使用FFT方法测量相位差。2005－08虚拟仪器21虚拟数字式相位差测量仪设计2005－08虚拟仪器22基于LabVIEW的控制系统时域仿真（1）针对不同输入，例如阶跃函数、斜坡函数等，不同传递函数，拥有不同的响应曲线。（2）前面板的设计包括输入控制、结果输出以及对一些参数的控制和调节等、例如：传递函数的类型选择、输入信号类型选择，并对不同传递函数的结果进行比较。（3）可以清楚地看到系统传递函数参数的变化给系统性能带来的影响，如稳态误差、超调量、过渡过程等，从而得出系统的动态性能和稳态性能评价指标。（4）使用LABVIEW或MATLAB或两者相结合实现上述功能，并进行对比。2005－08虚拟仪器23基于LabVIEW的控制系统时域仿真2005－08虚拟仪器24基于LabVIEW的控制系统频域仿真（1）前面板的设计包括传递函数类型选择、结果输出以及对一些参数的控制和调节等，并对不同传递函数的结果进行比较。（2）可以清楚地看到系统参数的变化给系统性能带来的影响，如频带宽度、穿越频率、幅值裕量和相位裕量等，从而得出系统的稳定性、响应的快速性等性能评价指标。（3）仿真结果可以存储并回放。（4）使用LABVIEW或MATLAB或两者相结合实现上述功能，并进行对比。2005－08虚拟仪器25基于LabVIEW的控制系统频域仿真2005－08虚拟仪器26虚拟信号频谱分析仪的设计（1）将采集到的时域信号转化为频域信号；（2）对信号进行简单的滤波和加窗处理；（3）求出信号的频率、频率响应等参数；（4）能完成数据显示、绘制图形、等功能且具有友好的人机界面。2005－08虚拟仪器27虚拟信号频谱分析仪的设计2005－08虚拟仪器28虚拟功率分析仪设计（1）计算瞬时功率和显示瞬时功率的波形图；（2）计算相位差和功率因数；（3）计算有功功率；（4）计算电压有效值。2005－08虚拟仪器29虚拟功率分析仪设计