教学课程资源库 更多>>

关键词： 环境试验设备   温湿度   自动校准   虚拟仪器   LabVIEW  

摘要： 文章介绍了基于虚拟仪器技术的环境试验设备温湿度自动校准系统,具体论述了本系统的组建、工作原理、软硬件设计等。实践证明,本系统完全满足JJF 1101—2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》中各项技术指标的要求。本系统准确度和效率高,使用方便可靠,扩展性强。

关键词： 远程监控系统   控制系统设计   虚拟仪器技术   安全仪表系统   控制算法   配料控制系统   单片机控制   微机控制   化工自动化及仪表   目录   检索工具  

关键词： 虚拟仪器   四极杆质谱   LabVIEW编程   测控系统  

摘要： 质谱测控系统是指能通过对需要进行质谱分析的样品进行操作、控制，使样品的物质粒子进入质谱仪，并进行定性、定量的测试和分析的系统。一个好的质谱测控系统对于地质学、地球化学、矿物学、医药学、生物化学、临床诊断和农业方面的稳定性同位素分析是至关重要的。本文针对现有的质谱测控系统难以有效实现固体材料中稀有气体质量测定的问题，提出采用虚拟仪器技术和四极杆质谱仪，设计、实现一个性价比高、界面友好的质谱测控系统。 测控系统硬件主要由三个部分组成，即完成气动阀门开启关闭的电路、完成超高真空和气体流动的电路和气路、完成待测气体在超高真空下的压强测试的电路。 测控系统软件采用美国国家仪器公司的LabVIEW8.6开发，主要由三个模块组成： 1、阀门开关控制模块。为了控制整个系统内气体的流动，需要对测控系统的十个气动阀门的开启和关闭组合进行控制。主要通过在程序里调用硬件厂商提供的数据采集子VI来实现。另外，该模块的人机接口采用测控系统硬件管道的实物仿真图，方便用户直观地选择控制需要开启或关闭的阀门。 2、数据通信模块。为了在主控计算机上获取、处理和分析质谱仪的测试数据，需要实现主控计算机与质谱仪的通信。在程序里，实现了主控计算机通过RS232串口接收质谱仪的实时测试数据，并将测试数据转换为文本格式保存等功能。 3、激光定位模块。为了使激光加热器能定位到某个指定位置，对待测样品进行加热，需要对激光加热器的位置进行控制。程序里，主要通过调用激光加热器的驱动程序来控制激光加热器的位置。另外，该模块的人机接口采用了加热孔道的实物仿真图，用户可以方便地点击当前样品所处孔位，实现激光加热器的定位加热。 通过将硬件部分和软件部分集成后，对本文所设计的测控系统的稳定性和准确性进行了实验分析，结果表明，本系统达到了预定的设计目标。另外，本系统还具有自动化程度高、人机界面友好、可维护性好等特点，具有较好的推广价值。

关键词： 风力发电变流器   电路板测试   自动测试系统   虚拟仪器技术  

摘要： 电路板的生产测试直接关系到电子系统的质量与生产效益。电路板生产焊接完成后总装机前,必须要经过功能及性能测试以保证电子系统质量合格。传统的人工测试方法是反复操作专用测试仪器进行测试,并手动记录测试数据和结果,操作复杂,可靠性差。而利用通用自动测试系统只能对一些常见功能进行测试,无法满足更为复杂的测试需求。本文结合实际项目,针对风力发电变流器板件的测试中的难点问题进行了研究,给出了一系列通道测试与参数校正方法,并基于这些方法研制了一种风力发电变流器板件自动测试系统。 本文对数字量通道短路与断路测试方法进行了研究。常用测试方法存在测试效率低、无法准确判断短路故障等缺点。本文针对***方法无法准确判断短路对的问题进行了改进,引入分类的思想,将可能相互存在短路的故障通道归为同一类,并找出相互短路的通道对。能够准确判断出短路故障的同时也具有很高的测试效率。 本文对模拟通道的参数测量和校正方法进行了研究,利用全相位FFT频谱分析法对信号参数进行测量,相对于传统测量方法具有提高了抗干扰能力和测试精度。对模拟通道幅值与相位差校正方法进行了研究,针对相位差与输入信号的非线性关系,将BP神经网络引入到模拟通道相位差校正中,提高了校正精度。 基于上面的研究工作,本文采用虚拟仪器技术实现了一种风力发电变流器板件自动测试系统,为电路板测试提供各种可选择的测试功能,并采用分层和模块化的软件结构,具有很好的扩展性。 本文所实现的自动测试系统成功应用于风力发电变流器板件的自动测试,符合生产测试要求,产生了良好的生产效益。

关键词： 静电监测   虚拟仪器技术   LabVIEW   数据采集  

摘要： 航空发动机静电监测技术是一种新型的发动机状态监测技术，能够监测到传统监测技术很难监测的发动机部件故障，并能提供故障早期预警信息，为发动机状态评估与剩余寿命预测提供支持。本文在以往研究成果的基础上，分别对发动机区域摩擦磨损部分、润滑系统部分以及气路部分展开静电监测实验研究，为满足信号采集及分析处理需要，着手设计一套完善的静电监测系统。针对目前静电监测研究中仍不断有新方法出现这一特点，本课题采用虚拟仪器技术构建灵活的静电监测系统，最后通过实验验证了该监测系统是有效可靠的。本文的主要研究内容如下： (1)综合分析了区域摩擦磨损、气路颗粒以及油液磨粒三个部分的静电产生的机理，基于点电荷理念，建立了静电感应模型，并阐述了静电监测原理。在此基础上开展静电监测试验，对静电信号进行分析和处理，研究能反映故障的特征信号。其中为配合区域磨损静电研究，加入了振动监测，验证了静电监测可行性。 （2）利用虚拟仪器技术设计一套完善静电监测系统。在硬件系统部分为配合气路静电监测，引进在线烟尘排放总量/浓度测试仪EMS6作对比研究，为满足静电测试高精度的要求，选择高精度的采集卡WLS-9234。在软件系统部分，实现了软件的使用权限保护、信号的在线分析处理、数据库管理、远程控制等诸多功能，达到预期要求。 （3）将设计的静电监测系统应用到区域摩擦磨损实验平台，在滑轨磨损全寿命加速试验中得到验证，证明了其扩展性好、功能齐全、交互性好、使用方便，为静电在线监测和故障诊断提供强有效的一种手段，为进一步的机载发动机静电监测提供了依据。

关键词： 牵引变流器   低压测试系统   LabVIEW   虚拟仪器技术   GPIB+PCI  

摘要： 从2006年开始,时代电气开始了与国外某轨道交通电气配件公司合作的关于高速动车组项目,主要在其中负责牵引变流器(CI)、辅助变流器(APU)、列车信息控制系统(MON)等电气产品的制造组装以及测试工作。在2007年至2009年期间的200km/h (300km/h)动车组产品生产阶段,其中的CI系统的出厂试验一直是沿用国外所采用的手动试验方式进行,并成功完成所有200km/h CI产品的试验工作。 从2008年开始动车产品产量不断上升,为了应对生产需要,提升产品生产效率,缩短制造周期,必须尽可能提升产品出厂试验效率。在需要确保试验可靠性及稳定性的前提下,必须选用一种全新的测试方案替代现有的手动试验方案,而虚拟仪器技术的发展以及GPIB和PCI控制总线的应用,为自动测试台搭建提供了硬件基础；而LabVIEW二次开发软件在国内国际的广泛应用,也为测试系统的开发提供了简洁高效的软件平台。 本文首先对低压测试系统在国内及国际的开发应用现状进行了简介,并以此为基础阐述了牵引变流器控制系统低压测试系统开发的目的及意义。 其次,对目前高速动车组牵引变流器的工作原理进行了简单的介绍,对DCU(牵引变流器控制单元)在牵引变流器中所起的关键作用进行说明,并分析了相关测试步骤对于其效果验证的必要性。 再次,根据出厂试验的要求及测试台未来可扩展建设的需求,结合目前各类控制总线及二次开发软件的优劣进行了对比分析。该测试台的开发主要是用来满足目前200km/h (300km/h)动车组项目CI整柜出厂试验低压弱电功能测试要求,能够与被试主变流器的控制程序结合,对被测系统进行开环或闭环控制；对于以后弱电测试仪器的增加可以通过简便的资源补充来满足要求,并确保在进行必要的资源扩展后,能满足未来制造中心生产的主变流器产品出厂试验弱电功能测试的需求。据此选定以GPIB+PCI总线为主的硬件平台搭建方案及应用LabVIEW实施测试软件的二次开发。 最后,完成了该低压测试系统的设计开发及搭建应用,测试台可以全而模拟被测产品工作环境,通过整合后的低压测控仪器设备,对被测主变流器的弱电功能进行高可靠性、全方面检测；系统将按照测试步骤用自动或手动的方式提供测试所需信号,根据测试值与标准值进行比对,自动或手动判断本步骤试验结果,从而完成主变流器产品的出厂试验工作,最终实现在原有基础上大幅提升测试工作效率及测试精度、准确度的目标。

关键词： 虚拟仪器   传感器智能检测   Agilent VEE   非线性刻度转换  

摘要： 检测技术早已渗透到科学研究、工农业生产、环境保护、医学诊断、宇宙开发、海洋探测等极其广泛的领域。随着应用需求的推动和科学技术的快速发展,特别是计算机技术、智能化信息处理技术与自动化检测技术等深层次的融合,智能检测技术与系统正在成为推动科学技术进步和国民经济发展的一项重要的支撑性、引领性技术。 论文阐述了作者构建传感器智能检测系统整个过程的设计思想,具体包括：(1)针对课题研究的背景,选取合适的传感器及其各自的补偿方式,并设计传感器系统硬件电路,包括传感器的调理电路和稳压电源电路；(2)对智能检测系统结构和原理进行较为深入的研究,在基于虚拟仪器开发软件Agilent VEE环境下,建立了传感器及其调理电路的数学模型；(3)在系统模型的基础上建立传统非线性刻度转换模型,并通过仿真实验,对系统的转换精度作出评定；(4)设计出一种改进的非线性刻度转换模型。在原有模型算法的基础上,利用控制理论的反馈控制原理,增加反馈模块,在该模块上引入原传感器数学模型、系统误差模型,以及比例调节参数,反馈结果作为非线性转换模块的新输入,得到新的转换结果,与原模型转换结果比较,在零点漂移抑制,物理检测量的转换精度上有了极大的提高。该模型的设计巧妙,算法简单,易于编程实现；(5)界面设计。基于前期在传感器模型上的设计分析,利用Agilent VEE强大的图形界面编程语言,建立了传感器智能检测监控界面,该界面能实现传感器检测数据的实时显示,数据监控报警,以及数据存储查询等功能。

关键词： 试验模态分析   EEMD分解   SSI方法   参数识别   虚拟仪器  

摘要： 试验模态分析技术是识别结构动力学参数的重要方法,为结构的动态设计及故障诊断提供了重要依据。由传统仪器构成的试验模态分析系统存在价格高、功能单一、扩展性差等缺陷,难以满足普遍应用推广的需求。深入研究试验模态分析方法并开发基于虚拟仪器技术的多通道试验模态分析系统,不仅具有重要理论价值,同时具有重要的教学和工程应用价值。 本文对模态参数识别算法、模态定阶和真伪模态辨识方法进行了较为深入的研究。在全面分析总体平均经验模式分解法(EEMD)与随机子空间法(SSI)的基础上,结合二者特点提出了EEMD-SSI方法。应用EEMD分解在时域范围内对采样信号进行预处理,将振动信号分解为若干个基本模式分量,再应用SSI方法进行模态参数识别。算例表明,该方法可以有效改进算法的识别精度,降低使用者识别真实模态的难度。 本文应用虚拟仪器技术和模态分析技术理论,基于LabVIEW软件平台开发了一套多通道试验模态分析系统。该系统集成了模态参数识别法中的整体正交多项式拟合法、随机子空间法及EEMD-SSI方法,具有对测试数据进行实时采集、显示、储存、回读及模态分析的功能,可以完成包括结构模型输入和振型动画输出在内的锤击法试验模态分析及环境激励条件下试验模态分析的全过程。系统界面友好、性价比高且易于扩展。 论文最后通过两个典型结构的应用实例,对本文研究提出的算法、系统软件和硬件进行了测试与验证。结果表明,系统运行稳定、可靠,软件算法正确、有效,可满足工程应用或实验教学对具体结构件试验模态分析的要求,同时也可作为深入研究试验模态分析技术理论的基础平台。

关键词： 虚拟仪器   测试系统   驱动程序   用户程序界面   PXI  

摘要： 虚拟仪器(Virtual Instrument)是对传统仪器的重大突破,它利用先进的测试总线技术将仪器硬件的测试功能与计算机的丰富资源结合在一起,提高了仪器模块化、灵活性和智能化的程度。本项目结合虚拟仪器技术和PXI(PCI eXtension for Instrumentation)总线技术成功完成了综合测试系统的研制,并设计出了一系列具有标准总线的测试板卡。 本文首先介绍了虚拟仪器技术的国内外发展现状及研究意义,然后粗略地介绍了系统的总体需求、设计依据和软、硬件总体设计方案,然后详细地探讨了测试系统嵌入式控制器端和PXI测试板卡内部软件的设计与实现以及在设计和开发工作中遇到的问题及问题解决办法。 测试系统嵌入式控制器端软件分为WDM(Windows Driver Model)驱动程序、VISA(Virtual Instrumentation Software Architecture)接口库、板卡驱动程序及GUI界面程序四个部分。对于WDM驱动程序,本文在介绍WDM驱动程序模型的基础上给出了采用Windows DDK(Driver Development Kit)及VC++6.0设计WDM驱动程序的方法；对于VISA接口库,本文给出了基于VC++6.0设计VISA接口库的关键数据结构和关键函数的设计思路；对于板卡驱动程序,本文在探讨VPP(VXI Plug&Play)驱动和IVI(Interchangeable Virtual Instrumentation)驱动程序模型的基础上介绍了设计VPP驱动的方法；对于GUI界面程序,本文在介绍LabVIEW程序设计模式的基础上讲述了这些设计模式在本设计中的具体应用。 测试系统板卡内部软件分为PXI通信模块、信令解析模块及测试功能模块三个部分。对于PXI通信模块,本文给出了PXI通信模块的设计原理和实现流程；对于信令解析模块,本文在探讨信令解析程序的作用的基础上介绍了程序的设计思路及算法设计；对于测试功能程序,本文仅通过介绍CPU与FPGA(Field Programmable Gate Array)的通信接口来描述了测试功能程序的实现原理。 经测试和用户实验表明,本测试系统已经实现了交换机、互联网控制器、通信控制机、光端机、K／RS232转换器、V.35接口转换盒等设备的模拟口、数字口、V.24口、V.35口、El口、以太网口的测试,测试结果稳定可靠,系统的各项指标和功能均满足客户要求。

关键词： 机械参量   虚拟仪器   测试  

摘要： 随着我国高职教育体制的深化改革以及招生规模扩大方针实施以来,学生规模急剧膨胀的高职院校普遍陷入了实验设施不足、经费短缺等困境.然而,如果在高职工程教育中,引入并推广基于虚拟仪器技术的实验装置,便可从根本上解决上述实验教学问题,有效地缓解迅速膨胀的学生规模与实验基础设施和实验设备技术滞后之间的矛盾.事实上,采用虚拟仪器技术,基于相同的计算机数据采集硬件平台,我们可以方便地设计开发出能满足不同实验实训项目要求的各种虚拟仪器及仪表,再配备必要的机械实验平台和传感器,便形成面向多种实验实训项目的实验装置.这样,可以大大提高实验实训设备的利用率及效率,有效降低实验实训成本,是实验教学的一个新的发展方向,在教育、科研等领域具有广阔的应用前景.