1、虚拟仪器课程设计,扬州大学能源与动力工程学院 王莉,200508,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,200508,虚拟仪器,3,1.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,200508,虚拟仪器,4,2.设计所用仪器及器件,(1) NI公司的数据采集和信号调理卡。NI DQA-6024卡，NI SC-2075卡各一套。 (2) P计算机一台。 (3)各种相关的实验材料和设备。,200508,虚拟仪器,5,3.实物内
2、容及要求,（1）设计成果一份。 （2）课程设计论文一份。,200508,虚拟仪器,6,4.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）,200508,虚拟仪器,7,5.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
3、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。,200508,虚拟仪器,8,6.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,200508,虚拟仪器,9,6.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
4、功率分析仪设计,200508,虚拟仪器,10,6.1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。,200508,虚拟仪器,11,虚拟数字示波器参考前面板,200508,虚拟仪器,12,6.2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
5、和多路信号； （4）通过真实示波器观察输出波形并进行分析。,200508,虚拟仪器,13,虚拟函数发生器参考前面板,200508,虚拟仪器,14,6.3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。,200508,虚拟仪器,15,虚拟曲线拟合仪参考前面板,200508,虚拟仪器,16,
6、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。,200508,虚拟仪器,17,模拟幅度调制通信系统设计,200508,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。,200508,虚拟仪器,19,虚拟数字记录仪设计,200508,虚拟仪器,20,虚拟数字式相位差测量仪设计
7、,（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。,200508,虚拟仪器,21,虚拟数字式相位差测量仪设计,200508,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
8、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。,200508,虚拟仪器,23,基于LabVIEW的控制系统时域仿真,200508,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
9、述功能，并进行对比。,200508,虚拟仪器,25,基于LabVIEW的控制系统频域仿真,200508,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。,200508,虚拟仪器,27,虚拟信号频谱分析仪的设计,200508,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。,200508,虚拟仪器,29,虚拟功率分析仪设计,
