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基于Labwindows/CVI的虚拟实验平台的设计与研发

作　者: 房文泽
导　师: 王明赞
学　校: 东北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: LabWindows/CVI DLL技术 小波分析 混沌白噪声 DataSocket
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 221次
引　用: 2次
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 研究虚拟仪器的目的和意义  11-12
  1.2 虚拟仪器技术在教学领域发展的现状及趋势  12-13
  1.3 课题研究的主要内容  13-15
第2章 虚拟仪器系统的构成  15-23
  2.1 虚拟仪器硬件构成  15-17
  2.2 虚拟仪器的软件系统  17-23
    2.2.1 虚拟仪器软件的结构  17-18
    2.2.2 LabWindows/CVI的特点和应用  18-23
第3章 虚拟仪器的编程思想  23-31
  3.1 静态链接库和动态链接库技术  23-25
    3.1.1 静态链接库  23
    3.1.2 动态链接库  23-25
  3.2 实时控制的驱动方法  25-28
    3.2.1 中断方式  26
    3.2.2 虚拟设备驱动程序  26
    3.2.3 WDM设备驱动程序  26-28
  3.3 LabWindows/CVI与Matlab的软接口  28-31
    3.3.1 LabWindows/CVI的软接口  28-29
    3.3.2 LabWindows/CVI与Matlab的混合编程  29-31
第4章 基于声卡的信号采集  31-39
  4.1 声卡的硬件结构  31-32
  4.2 声卡的主要技术参数  32-33
  4.3 采样原理  33
  4.4 声卡数据采集编程技术  33-39
    4.4.1 声卡数据采集的编程思想  33-37
    4.4.2 在CVI环境下的DLL技术  37-39
第5章 基于声卡的数字处理系统  39-65
  5.1 数据采集模块  39-41
    5.1.1 采样的参数设置  40
    5.1.2 系统的采样技术  40-41
  5.2 时域分析模块  41-44
    5.2.1 自相关分析  41-42
    5.2.2 李萨如示波分析  42-44
  5.3 频域分析模块  44-51
    5.3.1 窗函数  45
    5.3.2 频域分析  45-51
  5.4 滤波分析模块  51-58
    5.4.1 ⅡR滤波器  52-55
    5.4.2 维纳滤波  55-58
  5.5 小波分析模块  58-65
    5.5.1 小波去噪分析  58-62
    5.5.2 小波包分析  62-65
第6章 混沌白噪声仿真仪  65-71
  6.1 基于Logist迭代方程产生白噪声原理  65-69
    6.1.1 Logist迭代原理  65-66
    6.1.2 基于Logist方程产生白噪声  66-69
  6.2 基于Logist方程的混沌白噪声发生器的设计  69-71
第7章 网络虚拟仪器的软件实现  71-75
  7.1 DataSocket技术的特点  71-72
  7.2 网络虚拟仪器的程序的实现  72-75
    7.2.1 C/S模式  72-73
    7.2.2 服务器端程序  73-75
第8章 结论与展望  75-77
  8.1 结论  75
  8.2 展望  75-77
参考文献  77-81
致谢  81-83
附录:攻读硕士期间所发表的论文  83

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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