教学课程资源库 更多>>

关键词： 航空电瓶   虚拟仪器技术   PWM恒流充放电   LabVIEW  

摘要： 航空电瓶是飞机供电系统的重要组成部分,在保障飞机安全飞行,为飞机提供可靠的后备电源和启动电源上具有不可或缺的作用,为了保证电瓶的性能满足适航的要求,需要对其进行充放电的容量测试。 本文从实际需求出发,在对航空电瓶充放电特性、充放电模式、现有充放电设备调研的基础上,设计了一套基于虚拟仪器技术的PWM脉冲恒流二阶段充电及恒流放电的碱性航空电瓶充放电测试分析仪。系统结构采用上下位机模式,上位PC机作为核心控制器,负责整个系统的数据采集、运算、控制和存储;下位机由电瓶充放电主电路构成,负责对电瓶的充放电;上下位机之间的通信通过数据采集卡和主电路IGBT驱动模块实现。系统的软件设计采用LabVIEW图形化编程语言,充分利用其在信号采集、测量控制和图形显示等方面的优势,完成对被测电瓶各单格电池电压、电瓶总电压和充放电电流信号的采集、运算处理和界面显示等。该系统集数据采集技术、计算机技术、现代测控技术于一体,可实现对航空电瓶的自动充电、自动放电、深度放电、剩余容量测试及报表的自动生成等功能。 实践证明,该航空电瓶充放电测试分析仪的操作简便、充分发挥了虚拟仪器灵活方便的特点,在航空电瓶维护方面具有较高的实用价值和推广意义。

关键词： 虚拟仪器技术   空气滤清器   试验系统   内燃机  

摘要： 空气滤清器对内燃机的性能有着至关重要的影响,因此构建一套空气滤清器试验系统已经成了必不可少的环节。为此本文研发了一套用以检测空气滤清器性能的试验系统,它将为空气滤清器性能的评断和改进提供重要的参考。 本文将虚拟仪器技术应用于计算机控制的空气滤清器试验系统中,通过LabVIEW软件平台对空气滤清器性能数据进行采集和处理,从而达到对空气滤清器性能进行评判的目的。 首先,对系统进行了总体方案设计。针对空气滤清器试验系统所应具备的精确性、可移植性、通用性提出了系统所要达到的目标功能。根据空气滤清器的性能指标确定了本系统主要是对进气阻力、滤清效率和储灰能力进行试验,并据此提出了试验系统的具体控制方法。然后,根据控制任务和方法确定了试验系统的工作原理,提出了整体的控制方案,对各个性能参数的采集和处理进行了具体的介绍。 其次,对空气滤清器试验系统进行了硬件的设计。系统的硬件配置主要有自动加粉尘系统、流量变送器、电机、真空泵、数据采集卡等。 最后,对空气滤清器试验系统的控制部分进行整体规划,利用LabVIEW图形化编程软件对空气滤清器试验系统进行具体的设计,包括数据采集、数据处理、信号调理和信号采样,并对控制系统的界面进行了具体的分析和说明。 本文的创新之处在于:实现了粉尘连续定量的供给;通过计算机对数据进行采集和处理,大大的提高了试验效率。

关键词： 转子绕组匝间短路   探测线圈法   小波变换   虚拟仪器技术  

摘要： 本文在传统探测线圈法检测发电机转子绕组匝间短路故障的基础上,利用小波变换信号处理方法和虚拟仪器技术,对汽轮发电机转子绕组匝间短路故障检测进行了研究。分析了发电机转子绕组匝间短路的故障机理和探测线圈法检测发电机转子匝间短路的检测机理,将小波变换时频分解能力强的优点应用到了探测线圈法感应电动势信号分析处理中,并用实验证明了利用小波分解不同尺度能量的变化和小波变换模极大值点可识别感应电势信号峰值的跳变,适合检测转子匝间短路,提高了探测线圈法检测发电机转子匝间短路的准确度。针对发电机转子绕组动态匝间短路难以检测诊断的难题,设计搭建了发电机转子绕组动态匝间短路故障检测的硬件,并采用虚拟仪器技术LabVIEW语言开发了发电机转子绕组动态匝间短路故障检测软件,动模实验证明开发的软件适合转子绕组动态匝间短路的故障检测。

关键词： 生物反应器   虚拟仪器   LabVIEW   血管组织工程  

摘要： 生物反应器是组织工程研究的重要平台之一,它可以模拟在体环境进行组织培养和三维样本检测和评价。血管组织工程生物反应器是组织工程血管构建的重要工具,可以为血管组织的体外培养提供稳定的、与生物体内相似的环境。在血流动力学对血管壁细胞作用的研究中,发现适宜的力学刺激有利于管壁细胞增殖分化,分泌细胞外基质,增加血管强度,使管壁各层细胞更好地发挥其功能。因此,如何为组织工程血管提供适宜的力学环境,如何建立一种仿生理状态的血管组织体外应力培养系统,是血管组织工程生物反应器需要解决的关键问题。 虚拟仪器是计算机系统与仪器系统相结合的产物。它利用计算机系统的强大硬件功能,结合相应的软件,能够根据血管组织工程生物反应器的特点灵活设计。虚拟仪器与传统仪器相比,最大特点是它的灵活性,它可以很方便地通过选择不同的硬件配置和改变软件来实现各种测控功能。 本论文在血流动力学研究的基础上,研发一种基于虚拟仪器技术的血管组织工程生物反应器。论文研究的主要内容如下: 1.分析现有血管组织工程生物反应器的工作原理与特点,提出系统设计要求,并完成血管组织工程生物反应器设计。 2.建立血管组织工程生物反应器循环灌注系统,系统可以模拟定常流和搏动流,又能调节压力和剪切应力的大小、频率,为血管组织工程研究提供多种力学刺激条件。 3.通过分析确定血管组织工程生物反应器的测控对象,选用传感器、信号调理模块、USB-6009数据采集卡及计算机,并利用LabVIEW软件开发平台,组建和开发了血管组织工程生物反应器的测量和控制系统,通过控制软件完成数据采集、信号处理及过程控制。 4.论文设计了多通道信号连续采样的程序,采用中值滤波和样本平均来提高信号的采集精度。通过前面板可以看到当前培养室温度和CO2浓度及其变化趋势,培养腔管内压力变化和储液罐内培养液的pH值。 5.设计步进电机控制系统。以MSP430单片机作为控制系统内核,数据采集卡的数字I/O口作为控制系统与上位机的通信接口,实现步进电机的PC控制。控制系统还具有独立功能,能够在没有上位PC的情况下工作,通过按钮调节电机转速并显示。 6.编写传感器标定程序,对传感器进行标定和测试后,采用LabVIEW 8.5编写的测控软件对整个系统进行实际测试。 初步实验表明,血管组织工程生物反应器的测量和控制系统达到设计要求,可以为血管组织工程提供了良好的研究平台,测控软件操作界面友好、功能强大。在定常流和搏动流工作状态下,系统运行状况良好,生物反应器性能稳定,实验条件控制方便。

关键词： 共轨柴油机   测控实验教学系统   虚拟仪器技术   开发  

摘要： 本课题是以SOFIM8140.43S3共轨柴油机为研究对象,开发了一套基于虚拟仪器技术的共轨柴油机测控实验教学系统。在熟悉SOFIM8140.43S3共轨柴油机电控系统的基础上,及不影响发动机各种性能的前提下,对其电控系统进行改造,最终设计了一套可进行实验、教学、科研及实际故障检测的平台。 通过系统的测控面板、信号模拟模块、故障设置面板及基于虚拟仪器技术的软件平台,可实现共轨柴油机电控系统各信号的动态显示及检测,主控信号的模拟,常见故障的设置,信号波形及参数的显示、存储、再现以及数据流分析等功能,同时也具有故障检测功能。本课题的主要内容为： 1)设计了发动机台架。使发动机、中冷器、油门踏板等部分操作设备、仪表设备协调有序且可靠地布置在一可移动的台架内,并在熟悉系统电路的基础上对系统线路进行重新布置。设计后的台架具有布局合理,美观大方,灵活性、可靠性高、可操作性强,实验、教学效果好的优点； 2)测控面板的设计。设计了信号调理电路,具有电压变换、信号隔离、信号整形、信号放大、限压稳压等功能；优化发动机电控系统线路,实现了信号动态显示及检测功能;设计了故障设置面板,用一组开关直接控制27条线路的通断,从而设置发动机常见线路故障； 3)利用虚拟仪器技术进行测控软件的开发。根据测试要求选择合适的计算机和数据采集卡,根据软件开发平台的特点选择NI公司的LabVIEW软件作为系统的开发平台,设计了登陆模块、主控模块、虚拟仪表、起动测试、波形测试、数据处理、信号模拟等软件模块,实现了系统的登陆、仪表模拟、测试各种工况下发动机各信号波形或变化趋势、信号模拟、数据流分析、波形打印、波形存储、数据离线处理、系统帮助等功能； 4)对系统的软、硬件进行调试及试验分析。对软硬件各模块进行现场的调试,结果表明系统运行正常可靠、达到设计要求；分别在起动、怠速及加速工况下进行了原机试验、故障设置试验、信号模拟试验,使用示波器、万用表和软件平台的相关模块对信号数据及波形进行测试。通过对比现实仪表与虚拟仪表的实验结果,表明共轨柴油机测控实验教学系统能真实反映发动机的工作参数及信号波形,能充分实现信号的动态显示及检测、信号模拟、故障设置等功能,使用软件平台能准确可靠地进行信号的采集、参数及波形的测试及显示、数据及波形的保存、打印、处理,系统在软件、硬件方面均达到了系统的设计目标。

关键词： 抽油机   虚拟仪器   LabVIEW   测试系统   数据库  

摘要： 游梁式抽油机是油田使用最广泛的开采设备,也是主要的耗能设备,为了弄清抽油机实际的运行状态,有的放矢地开发节能装置及其控制系统,有必要对抽油机系统参数进行测试,分析抽油机的运行状况,为实现抽油机节能改造提供依据。 本文利用NI公司的LabVIEW软件作为开发平台,并根据SY/T5264-2006石油天然气行业标准,研究并开发了一套抽油机测试系统。 本文首先分析研究了虚拟仪器和图形化编程语言LabVIEW的构成,然后根据测试系统的要求和LabVIEW的特点,构建了系统的硬件框架和软件的总体设计思想,确立了基本的软件结构和硬件组成。 在硬件的选型上符合行业标准要求。各硬件模块主要采用智能、集成化传感器,包括载荷位移传感器、扭矩传感器和三相电参数采集模块,提高了系统的可靠性,也便于调试。而且,由于载荷位移传感器、扭矩传感器采用了无线发射与接收模式,所以方便了现场的安装。测试系统采用的是串口通信方式。 系统软件是抽油机测试系统的核心。采用模块化设计思想,将系统划分为抽油机工况在线测试和抽油机工况离线数据分析两大系统,然后进一步划分为数据采集、数据处理、数据存储、数据提取、实时显示等模块,并设计了软件的模块组成框架。本文对主要功能模块的设计与实现方法进行了详细的分析。程序充分利用了LabVIEW的数据流驱动语言的特点和运行控制技术,实现了抽油机多参量数据的同步采集和多任务的并行运行。另外,在实现数据处理等复杂算法方面,利用了LabVIEW中的动态链接库技术,弥补了图形化语言相对文本语言的缺陷,扩展了LabVIEW自身的功能。 本文研究解决了数据库接口问题,将数据库应用于测试数据的管理,并利用免费的LabVIEW数据库访问工具包LabSQL,通过MicrosoftADO以及SQL语言实现了数据库的访问,简化了编程。使得测试系统具有了更强大的功能。 测试系统的现场应用和对测试结果的分析,表明该测试系统经济性好、安装方便、人机交互友好直观、易操作、运行稳定可靠,满足测试系统的设计要求,充分体现了虚拟仪器的优越性。

关键词： 矿用空气压缩机   虚拟仪器技术   性能测试   系统辨识  

摘要： 以国家安全生产行业标准煤矿在用空气压缩机系统安全检测检验规范为依据,本文研究开发了矿用空气压缩机性能测试仪,并采用系统辨识的方法对仪器性能进行了评价。本仪器的研制将在准确分析评价煤矿在用空压机性能,及时发现其存在的问题,实现煤矿生产高产高效发挥重要的作用。主要内容有: (1)通过对矿用空压机主要性能参数和测量原理的深入研究,本文以虚拟仪器技术为基础,研究确定了基于软件算法的排气压力、排气温度、流量、转速、功率等主要参数的测试方法,开发了基于USB总线的便携式仪器硬件和基于组件的测试分析软件。 (2)确定了测点分布及传感器的安装位置。根据矿用空压机性能参数及测试项目的不同,对传感器进行了选择。 (3)以螺旋模型为软件开发模型,选择LabVIEW为软件开发平台,设计了三层递进式软件结构。实现了压力测试、温度测试、流量测试、转速测试、功率测试和综合测试、网页报表生成等功能。软件开发过程中应用优化算法,使子程序重用性好、执行效率高。人机交互界面大量采用事件触发机制,使系统能及时响应用户指令而且节省计算机资源。 (4)采用阶跃响应的辨识方法对测试仪器进行评价,由输入阶跃信号及虚拟仪器的响应数据,建立系统数学模型,获取系统的频率特性。得出:系统的工作频带为0≤ω≤495.76Hz,该结果从理论上说明该测试仪器可以用于压力、温度等参量的测试。 (5)最后对空压机性能测试仪进行了精确度分析及功能实验验证,结果表明,基于虚拟仪器的空压机性能测试仪可以满足测试的要求,该仪器可以用于现场测试。

关键词： 虚拟仪器技术   虚拟仪器   组成   开发  

摘要： 本文主要介绍了虚拟仪器的基本思想及其特点,提出基于虚拟仪器技术的智能仪器的开发问题。

关键词： 土木工程结构   健康监测系统   损伤诊断   虚拟仪器   LabVIEW  

摘要： 基于虚拟仪器技术建立了一套结构健康监测系统,介绍了各子系统的功能、特点和实现方法。建立了基于LabVIEW平台的数据采集系统,实现了光纤光栅传感器与传统电力式传感器的同时测量,通过LabVIEW和MATLAB混合编程实现了小波消噪和结构的损伤诊断,研究了LabVIEW与SQL Server 2000相结合的数据库开发技术。以一个二层的钢框架结构为例对系统进行了测试,结果表明系统运行稳定,损伤识别准确有效。

关键词： 虚拟仪器   测试系统   甘蔗   动态切割力   压电力传感器  

摘要： 甘蔗切割过程中,动态切割力是反映切割过程的一个重要参数。本文研究了虚拟仪器技术在甘蔗动态切割力测试中的应用,组建了基于LabWindows/CVI技术的虚拟测试系统,利用压电力传感器测量切割力的动态过程。测试系统的最高采样率可达到200kSa/s,能很好的对瞬时的动态切割力进行测量。