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关键词： LXI   故障注入   惯导测试性验证   虚拟仪器技术  

摘要： 故障注入是进行产品测试性试验的重要技术手段。在为航空某所研制的惯导测试性验证设备中,故障注入器需为其提供总线信号、模拟信号、电源等的物理层、电气层和协议层故障注入,用来对惯导系统中的测试性设计进行验证。 本人独立完成以下工作：首先,分析故障注入控制系统的各项功能需求,在此基础上,对故障注入控制系统进行了模块化划分,主要分为总线通讯故障注入、模拟信号故障注入、电源故障注入三个子系统,每个子系统又划分为多个功能模块,从而建立起清晰明了的模块化结构。然后,采用LXI(LAN eXtensions for Instrumentation)的软件架构,运用虚拟仪器技术和LabWindows/CVI对象编程的思想,对各个功能模块进行详细设计,包括总线通讯故障注入子系统中的物理层、电气层、协议层故障注入模块,模拟信号故障注入子系统中的任意波形产生、电气层、物理层故障注入模块,电源故障注入子系统中的完全断开、直接导通、串接负载模块。每个模块的设计过程都细化到功能流程的设计和函数接口的设计等方面。 在完成详细设计后,本人对照详细设计进行系统的开发与实现,并对完成后的故障注入控制系统进行全面的展示和测试,通过对测试结果的分析,可以得出本文所设计的LXI设备功能符合LxI规范对C类设备的要求,并能满足项目的实际需要,目前该系统已成功运用于惯导测试性验证设备的系统集成中,具有良好的发展前景。

关键词： 说话人识别   矢量量化   支持向量机   并行识别  

摘要： 说话人识别就是通过分析说话人的语音特征来自动识别说话人的身份，它是生物认证技术的一种，在很多领域有广泛的应用前景。本课题旨在设计基于虚拟仪器技术的说话人识别系统，主要就是利用了虚拟仪器技术的多线程工作方式，将SVM和VQ两种方法结合在一起进行说话人识别，通过实验发现这两种方法具有互补性，从而提高了系统的性能。 论文中详细地阐述了说话人识别原理以及系统实现过程。根据现有的特征参数选择方法的优缺点，文中选取了模拟人耳听觉特性的Mel倒谱参数(MFCC)及其反应动态特征的一阶差分参数合并作为语音信号的特征参数。在模式识别算法上，本文选用基于不同理论的矢量量化(VQ)方法和支持向量机(SVM)方法进行说话人识别。VQ技术是一种数据压缩和编码技术；SVM是基于统计理论的机器学习方法。将VQ和SVM两种方法集中在同一个平台上实现并行识别处理，从而在提高整个系统的识别效果的前提下节省识别时间。本系统以计算机软硬件为基础，利用LabVIEW与MATLAB之间的功能互补性构建一个简单的基于虚拟仪器技术的说话人识别系统，并进行了相关的实验与分析，结果表明将VQ和SVM两种方法结合起来进行说话人识别，可以使系统的识别率达到98%以上。

关键词： 虚拟仪器   实验教学   电工电子  

摘要： 论述了虚拟仪器相比于传统仪器的优势以及在电工电子实验教学中采用虚拟仪器的现实意义。结合电工电子实验教学的特点,介绍了在传统的实验项目中引入虚拟仪器的阶段性过程与实施方案,并对预期的效果进行了展望。

关键词： 电能质量   虚拟仪器技术   LabVIEW   数据采集   Hilbert-Huang变换  

摘要： 随着社会的快速发展，冲击性、非线性负荷增长迅速，电能质量问题日益突出。解决电能质量问题，首先需要对电能质量各参数进行实时、准确的检测和分析，为电能质量的评估和电能质量问题的有效解决措施提供依据。但传统的电能质量检测装置存在功能单一、成本高等局限性，而虚拟仪器具有功能丰富、性价比高、集成度高和可扩展性强等特点，为解决这些问题提供了有效途径。 本文首先阐述了电能质量的基本概念以及扰动分类，讨论了电能质量的分析方法、检测设备及其标准的国内外研究现状，介绍了虚拟仪器技术及其特点，总结了虚拟仪器相对传统仪器的优越性。通过对供电电压偏差、电力系统频率偏差、三相不平衡、电网谐波以及电压波动与闪变这些主要指标进行讨论，从理论方面分析了这些参数检测方法的特点，为本文电能质量指标的检测奠定了基础。着重研究了传统的Hilbert-Huang变换方法，针对其存在的端点、局部均值求解等问题，提出了有效的改进措施，采用多项式拟合算法，有效的解决了端点问题；采用改进的极值阈均值模式分解算法，解决了局部均值的求解问题；同时，采用分数阶HT变换对提取出来的IMF分量进行处理，通过计算求出瞬时频率和电压幅值；通过算例仿真表明，改进的HHT变换方法，拓展了HHT的应用范围，提高了HHT检测的精度。以基于PCI总线数据采集卡为核心，给出电能质量检测装置的硬件设计，通过LabVIEW平台完成了电能质量数据分析、处理、存储和报表生成等功能模块的软件设计。设计了基于虚拟仪器的电能质量检测装置，检测装置界面友好，具有实时波形显示，数据存储和分析处理，报表生成，越限报警、远程监控和Web访问等功能。 通过仿真测试表明，所设计的检测装置具有较高的测量精度，能很好的检测电能质量参数，满足测量要求，有很好的应用前景。

关键词： 微弱信号   取样积分器   LabVIEW   虚拟仪器  

摘要： 在微弱光信号的检测中,取样积分是灵敏度仅次于单光子计数的一种最为重要的检测方法。本文对取样积分检测信号的原理进行了深入的研究,设计了基于虚拟仪器技术的取样积分器检测系统。主要研究内容如下： 分析弱信号探测的噪声理论,对比了几种常用微弱信号的检测方法；对于取样积分法的两种工作方式进行了探讨,对于混有噪声的微弱信号经过两种方式的取样积分处理后得到的结果加以比较；采用LabVIEW虚拟仪器技术,完成了取样积分器的设计和实验研究。 实验研究包括：将混有噪声的微弱信号输入到扫描式取样积分程序中,可以看到通过取样次数的增加、波形数的增加、噪声均值的减小,波形被恢复的越来越好,并通过信噪比的计算体现出来；将混有噪声的微弱信号输入到定点式取样积分程序中,通过取样次数的增加,它的信号幅值已接近输入信号幅值。

关键词： 颅内压   颅内压综合监护仪   虚拟仪器技术  

摘要： 颅内压是神经外科临床和科研的重要观察指标，当颅内压超过20mmHg即属颅内增高，需要采取降压措施。目前医学上常采用人工脑脊液腰穿置管引流置换的方法来治疗颅内增高。 颅内压综合监护仪的研发就是针对临床医生广泛使用的脑脊液腰穿置管引流置换治疗这一应用需求，采用计算机虚拟仪器技术，将医生、护士的手工操作变为计算机自动操作，开发一款数字化的颅内压监测与脑脊液置换仪，对患者的颅内压力等重要生命体征参数进行持续监护，并按治疗方案定时、定量地对病人的病理性脑脊液进行自动引流或置换。 本文首先综述了当前的颅内压监测方法以及颅内压监护仪开发的研究现状，详细分析颅内增高人工治疗过程和颅内压综合监护仪实际运用需求，并给出了系统原型方案和系统需求指标。根据系统需求指标，对原型系统硬件进行改进和选型并详细设计了仪器外壳。 然后本文详细介绍了采用虚拟仪器技术的系统软件设计过程。基于Visual C++和ACCESS数据库的颅内压综合监护仪软件系统主要包括信号采集模块、信号处理模块、异常处理模块、数据库管理模块、运动控制模块和数据显示模块，各主要模块之间采用多线程技术保证每个模块之间的运行不会相互干扰。 最后对颅内压综合监护仪进行颅内压监测、引流和灌溉试验，实验证明颅内压综合监护仪能很好的满足实际功能需求和性能需求。

ISBN: (纸本)9787121165344

关键词： 通风机   小波分析   BP神经网络   虚拟仪器技术   故障诊断  

摘要： 矿井主通风机是煤矿井下通风不可缺少的安全设备，在煤矿安全生产中扮演重要角色，对其进行有效的在线监测与故障预警、诊断是十分必要的。现有的通风机运行参数测试和故障诊断方法及装置等都还存在一定的不足。本文研究了通风机主要运行参数的测试方法，结合现代智能检测技术实现了通风机运行参数的性能测试和故障诊断，对矿山安全生产有重要意义。 本文对矿井主通风机常见故障类型、表现特征进行了研究和分析，确定可反映风机运行状态和性能的主要监测参数，并研究确定了振动、温度、湿度、压力等主要参数的测试方法。通过对通风机常见故障及其特征频率的分析，确定了以小波—神经网络的松散型结合建立矿井主通风机故障诊断模型的方法。 构建了以计算机为核心的硬件平台，完成了相应传感器、数据采集卡的选择，设计了抗频混滤波和信号调理电路。根据矿井主通风机的实际工作状况，确定了合理的测点及传感器的安装位置。以LabVIEW和Matlab作为开发平台，设计开发了相应的监测和故障诊断程序，监测模块实现了对通风机重要参数的实时监测、数据处理、数据管理；故障诊断模块将通风机振动信号作为故障诊断依据，选择db9小波作为小波基分解振动信号，将振动信号的小波包分解频带能量作为BP神经网络的输入向量，将通风机的常见故障（转子不平衡、不对中、基座松动、叶片故障、喘振等）作为输出向量，利用Matlab神经网络工具箱构造三层BP神经网络，建立故障智能诊断系统。 实验对测试系统的模拟量测试通道及数字量测试通道进行了精度分析，对4-72-11N02.8A型离心式通风机的温湿度、风量、转速等主要参数进行了测试，并测试了通风机正常状态下及人为制造的基座松动及喘振两种故障下的振动情况，将这三种振动状态作为神经网络的输出向量，结果表明该网络模型计算时间较短，识别结果具有较高的可信度。 本课题所研发的通风机在线监测与故障诊断系统与原有同类设备相比，监测参数更全面、故障信息捕捉更准确，提高了矿井主通风机性能监测与故障诊断的自动化、智能化程度及效率，对减少矿井安全事故的发生具有实际意义。

关键词： 步进电机   虚拟   仪器   检测系统  

摘要： 本文主要讲述基于虚拟仪器技术构建的步进电机检测系统，采用虚拟仪器替代传统仪器、测试软件替代硬件电路的方式，进行多通道的数据采集、分析、存储，实现了步进电机系统的在线检测和故障诊断。

关键词： 测控系统   虚拟仪器   Labwindows/CVI  

摘要： 本文描述了基于虚拟仪器思想在实际测控系统中的应用。通过选用多功能数据采集卡和信号调理电路组成自动测试系统,软件开发以专业测控工具LabWindows/CVI为平台,实现了数据采集、分析和处理。使整个测控系统既经济又便于操作,同时易于改进和功能扩展，与基于传统的开发平台的测控系统进行了比较