DASYLab讲稿(2005研究生)

虚拟仪器与计算机图形化编程语言2020/5/42显示仪器：数字式仪表、指针式仪表、示波器、X-Y记录仪。记录仪器：磁带记录器。分析仪器：模拟分析仪、数字的分析仪器等。传统的仪器有：2020/5/43磁带记录器2020/5/44模拟式分析仪器2020/5/45数字信号分析仪器2020/5/46VXI仪器的主机箱和插件2020/5/47虚拟仪器与计算机数据采集虚拟仪器不同于一般意义上的计算机数据采集。由于使用了模块化的图形化编程语言，避免了大量的、复杂的编程工作，也大大的减少了人为的编程误差。虚拟仪器与计算机数据采集2020/5/48虚拟仪器虚拟仪器系统就是一台工业标准计算机或工作站配上功能强大的应用软件、低成本的硬件(例如插入式板卡)及驱动软件，他们在一起共同完成传统仪器的功能。2020/5/49图形化编程语言图形化编程语言一般是为虚拟仪器使用的模块化语言。只需将各个图标连在一起创建各种流程图表，即可完成虚拟仪器程序的开发，而这也正好符合工程师和科学家们的原始设计理念。利用图形化编程，保持系统的功能与灵活性的同时，能大大加快开发速度。2020/5/410常用的图形化编程语言美国NI公司的LabVIEW美国NI公司的DASYLab等。美国HP公司的VEE2020/5/411美国NI公司的LabVIEW2020/5/412美国NI公司的的DASYLab2020/5/413HP公司的VEE2020/5/414DASYLab虚拟实验室2020/5/415DASYLab虚拟实验室的特点1、和当前国际先进的教学手段同步，2、在计算机上不需任何专用设备，即可实现虚拟仪器编程工作。3、在插有采集卡的计算机即可利用虚拟仪器完成实际测量工作。2020/5/416虚拟仪器实验的内容采集信号：应变、压力、位移、加速度、噪声、振动、温度、电压、电流等。显示模式：表格、Y-t曲线、X—Y曲线，棒图、数字电压表。2020/5/417运算功能：算术、几何、微分、积分、逻辑。统计功能：最大值、最小值、平均值。分析功能：实时FFT、滤波、相关分析、时域、频谱分析。记录功能和控制功能2020/5/418实验任务编制以下实验方案1、用虚拟仪器完成振动测量实验的时域分析（振幅、频率、相位）的测量工作。2、用虚拟仪器完成数字信号频域分析的实验。（①谱分析和频率混淆、②泄漏与加窗、③栅栏效应、④数字滤波）。2020/5/419实验任务之一（1）Generator00相位计01Y/tChart00Dig.Meter00FFT00Statistics00TimeBase00Formula00Dig.Meter10Dig.Meter11Statistics01Y/tChart01Switch00Action00ADCInput002020/5/420实验任务之一（2）2020/5/421实验任务之二（1）DataWindo00Generator00Slider00FFT00Y/tChart02Statistics00Dig.Meter00Y/tChart01TimeBas01采集参数显01Formula022020/5/422实验任务之二（2）2020/5/423数字信号信号处理基本概念•采样时间间隔Δt•采样点数N•采样时间T•采样频率fs•频率分辨率Δf•分析频率fm•已知ΔtN分析TfsfmΔf2020/5/424数字信号信号处理基本概念1.采样时间T=Δt×N2.采样频率fs=1/(Δt)、3.分析频率fm＜fs/2、（采样定理）4.分析频率点数=N/2、5.频率分辨率Δf=fs/N、2020/5/425由DASYLab产生的一个程序2020/5/426DASYLap使用介绍（1）1.进入DASYLAB2.在线帮助3.DASYLap界面介绍4.产生第一个工作表5.模块和黑盒子2020/5/427DASYLap使用介绍（2）6.试验设置与功能条的使用7.设置采样频率和采样点数8.设置采样硬件参数9.试验的开始、暂停和停止10.显示设备的调出和隐藏11.试验的开始、暂停和停止2020/5/428Layout设计用互谱密度函数估算两个同频振动信号的相位差2020/5/430常用的相位测量的方法（1）用相位计直接测量相位差。（2）用仪器记录下两个振动信号的波形，然后根据相位的定义求出相位差。（3）将两个信号分别接入示波器，观测示波器上的李萨如图形由公式计算出相位差。（4）由互相关函数确定滞后时间，确定相位差。2020/5/431识别方法的讨论以上的前三种测量相位差的方法已不适合计算机数据采集的需要。存在着精度不高，误差较大的缺陷。而互相关函数由于本身是实数，仅从其本身也无法唯一地确定两个信号的相位差。特别是在分析两个含有倍频成份的振动信号相位差的问题时，以上的分析方法误差更大了。2020/5/432互谱密度函数两个时间历程记录、的互谱密度函数是其互相关函数的付里叶变换。由于互相关函数不是偶函数，故互谱密度函数一般是如下的复数形式或复极座标形式：)(tx)(ty)(xyS)(xyR2020/5/43322))]([()])([()(xymxyexySISRS))]([)]([()(xyexymxySRSIarctg)]([)]([)(xymxyexySjISRS)()(xyjxyeS其中：2020/5/434两个同频时间历程记录之间的互谱的密度函数:在幅频曲线上显示了信号的频率。在相频曲线显示了两个信号在此频率处的相位差。2020/5/435因此，在互谱密度函数的幅频曲线上可以确定信号的频率，在互谱密度函数的相频曲线上可以确定两个信号的相位差。2020/5/436相位计的例题（1）PhaseshiftSinewavesFFTDisplayPolar/CartesSelectionMax.AmplitudDig.MeterVariable2020/5/437相位计的例题（2）2020/5/438)2sin()sin()(2211ptAptAtx)2sin()sin()(2211ptBptBtyfp2Hzf10021101402mmmmmmmmBBAA2;3;2;42121波形参数如下：两个含有倍频成份的同频振动信号的互谱分析2020/5/439s0.000.250.500.751.001.25Y/tY/t5.02.50.0-2.5-5.05.02.50.0-2.5-5.0Hz051020304050607080902.752.502.252.001.751.501.251.000.750.500.250.0050250-25-50Y1Y2f:f:df:-9.82?39.53?10.16Hz20.31Hz10.16Hz由互谱密度函数的幅值曲线中识别出两个极值；从相位曲线中识别出其相位角HzfHzf32.20,16.102153.39)32.20(;82.9)16.10(21HzHzxyxy